JPH04125955A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体装置及びその製造方法Info
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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〕
この発明は、半導体装置及びその製造方法に関するもの
である。
である。
従来、ハイブリッドＩＣ用基板上の回路形成用厚膜導体
へワイヤボンディングを行う場合、第１４図に示すよう
に、ハイブリッドＩＣ用基板２１上に回路形成用厚膜導
体２２が配置され、その導体２２上にアルミ等の金属バ
ッド２３をハンダ２４によりハンダ付けし、この上にワ
イヤボンディングを施していた。又は、第１５図に示す
ように、回路形成用厚膜導体２２上にニッケル等よりな
るメツキ層２５を形成し、この上にワイヤボンディング
していた。
へワイヤボンディングを行う場合、第１４図に示すよう
に、ハイブリッドＩＣ用基板２１上に回路形成用厚膜導
体２２が配置され、その導体２２上にアルミ等の金属バ
ッド２３をハンダ２４によりハンダ付けし、この上にワ
イヤボンディングを施していた。又は、第１５図に示す
ように、回路形成用厚膜導体２２上にニッケル等よりな
るメツキ層２５を形成し、この上にワイヤボンディング
していた。
ところが、このような構造においては、アルミパッド形
成、メツキ形成というプロセスが加わり複雑でコストア
ップを招いていた。特に、アルミパッド形成においては
ボンディング箇所が多くなると多大なコストアップを招
いていた。
成、メツキ形成というプロセスが加わり複雑でコストア
ップを招いていた。特に、アルミパッド形成においては
ボンディング箇所が多くなると多大なコストアップを招
いていた。
この発明の目的は、安価で信頼性の高いワイヤボンディ
ングが施された半導体装置を提供することにある。
ングが施された半導体装置を提供することにある。
第１の発明は、ハイブリッドＩＣ用基板上に、ガラスと
導電性金属粒子とを有する回路形成用厚膜導体を配置す
るとともに、前記回路形成用厚膜導体上におけるワイヤ
ボンディング部分に、当該回路形成用厚膜導体の導電性
金属の結晶粒よりも粒径が大きな導電性金属の結晶粒を
有するワイヤボンディング用厚膜導体を配置し、このワ
イヤボンディング用厚膜導体上にワイヤボンディングを
施した半導体装置をその要旨とする。
導電性金属粒子とを有する回路形成用厚膜導体を配置す
るとともに、前記回路形成用厚膜導体上におけるワイヤ
ボンディング部分に、当該回路形成用厚膜導体の導電性
金属の結晶粒よりも粒径が大きな導電性金属の結晶粒を
有するワイヤボンディング用厚膜導体を配置し、このワ
イヤボンディング用厚膜導体上にワイヤボンディングを
施した半導体装置をその要旨とする。
第２の発明は、ハイブリッドＩＣ用基板上に、ガラス粉
末と１種もしくは複数種の導電性金属粉末を混合した第
１のペーストを塗布する第１工程と、前記第１のペース
ト上のワイヤボンディング部分に、前記第１のペースト
の導電性金属粉末の１種もしくは合金化時での融点より
も低い融点の１種もしくは複数種の導電性金属粉末を混
合した第２のペーストを塗布する第２工程と、所定温度
で焼成して、ガラスと導電性金属粒子とを有する前記第
１のペーストによる回路形成用厚膜導体と、回路形成用
厚膜導体の導電性金属の結晶粒よりも粒径が大きな導電
性金属の結晶粒を有する前記第２のペーストによるワイ
ヤボンディング用厚膜導体とを形成する第３工程と、前
記ワイヤボンディング用厚膜導体上にワイヤボンディン
グを施す第４工程とを備えた半導体装置の製造方法をそ
の要旨とする。
末と１種もしくは複数種の導電性金属粉末を混合した第
１のペーストを塗布する第１工程と、前記第１のペース
ト上のワイヤボンディング部分に、前記第１のペースト
の導電性金属粉末の１種もしくは合金化時での融点より
も低い融点の１種もしくは複数種の導電性金属粉末を混
合した第２のペーストを塗布する第２工程と、所定温度
で焼成して、ガラスと導電性金属粒子とを有する前記第
１のペーストによる回路形成用厚膜導体と、回路形成用
厚膜導体の導電性金属の結晶粒よりも粒径が大きな導電
性金属の結晶粒を有する前記第２のペーストによるワイ
ヤボンディング用厚膜導体とを形成する第３工程と、前
記ワイヤボンディング用厚膜導体上にワイヤボンディン
グを施す第４工程とを備えた半導体装置の製造方法をそ
の要旨とする。
第３の発明は、ハイブリッドＩＣ用基板上に、ガラス粉
末と導電性金属粉末とを混合した第１のペーストを塗布
する第１工程と、所定温度で焼成して、ガラスと導電性
金属粒子とを有する前記第１のペーストによる回路形成
用厚膜導体を形成する第２工程と、前記回路形成用厚膜
導体上のワイヤボンディング部分に、導電性金属粉末を
混合した第２のペーストを塗布する第３工程と、前記第
２工程での焼成温度よりも高い温度で焼成して、回路形
成用厚膜導体の導電性金属の結晶粒よりも粒径が大きな
導電性金属の結晶粒を有する前記第２のペーストによる
ワイヤボンディング用厚膜導体を形成する第４工程と、
前記ワイヤボンディング用厚膜導体上にワイヤボンディ
ングを施す第５工程とを備えた半導体装置の製造方法を
その要旨とする。
末と導電性金属粉末とを混合した第１のペーストを塗布
する第１工程と、所定温度で焼成して、ガラスと導電性
金属粒子とを有する前記第１のペーストによる回路形成
用厚膜導体を形成する第２工程と、前記回路形成用厚膜
導体上のワイヤボンディング部分に、導電性金属粉末を
混合した第２のペーストを塗布する第３工程と、前記第
２工程での焼成温度よりも高い温度で焼成して、回路形
成用厚膜導体の導電性金属の結晶粒よりも粒径が大きな
導電性金属の結晶粒を有する前記第２のペーストによる
ワイヤボンディング用厚膜導体を形成する第４工程と、
前記ワイヤボンディング用厚膜導体上にワイヤボンディ
ングを施す第５工程とを備えた半導体装置の製造方法を
その要旨とする。
第４の発明は、ハイブリッドＩＣ用基板上に、ガラス粉
末と導電性金属粉末とを混合した第１のペーストを塗布
する第１工程と、前記第１のペースト上のワイヤボンデ
ィング部分に、前記第１のペーストの導電性金属粉末よ
りも粒径が大きな導電性金属粉末を混合した第２のペー
ストを塗布する第２工程と、所定温度で焼成して、ガラ
スと導電性金属粒子とを有する前記第１のペーストによ
る回路形成用厚膜導体と、回路形成用厚膜導体の導電性
金属の結晶粒よりも粒径が大きな導電性金属の結晶粒を
有する前記第２のペーストによるワイヤボンディング用
厚膜導体とを形成する第３工程と、前記ワイヤホンディ
ング用厚膜導体上にワイヤボンディングを施す第４工程
とを備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法をそ
の要旨とするものである。
末と導電性金属粉末とを混合した第１のペーストを塗布
する第１工程と、前記第１のペースト上のワイヤボンデ
ィング部分に、前記第１のペーストの導電性金属粉末よ
りも粒径が大きな導電性金属粉末を混合した第２のペー
ストを塗布する第２工程と、所定温度で焼成して、ガラ
スと導電性金属粒子とを有する前記第１のペーストによ
る回路形成用厚膜導体と、回路形成用厚膜導体の導電性
金属の結晶粒よりも粒径が大きな導電性金属の結晶粒を
有する前記第２のペーストによるワイヤボンディング用
厚膜導体とを形成する第３工程と、前記ワイヤホンディ
ング用厚膜導体上にワイヤボンディングを施す第４工程
とを備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法をそ
の要旨とするものである。
第１の発明は、ハイブリッドＩＣ用基板と回路形成用厚
膜導体との界面においては、回路形成用厚膜導体の導電
性金属の結晶粒の粒径が小さいためにガラスによる接合
面積が大きくなり強固なるガラス結合となり、又、ワイ
ヤボンディング用厚膜導体とワイヤとの界面においては
、ワイヤボンディング用厚膜導体の導電性金属の結晶粒
の粒径が大きいために導電性金属の接合面積が大きくな
り強固なる金属−金属間結合となる。
膜導体との界面においては、回路形成用厚膜導体の導電
性金属の結晶粒の粒径が小さいためにガラスによる接合
面積が大きくなり強固なるガラス結合となり、又、ワイ
ヤボンディング用厚膜導体とワイヤとの界面においては
、ワイヤボンディング用厚膜導体の導電性金属の結晶粒
の粒径が大きいために導電性金属の接合面積が大きくな
り強固なる金属−金属間結合となる。
第２の発明は、第１工程によりハイブリッドＩＣ用基板
上に、ガラス粉末と１種もしくは複数種の導電性金属粉
末を混合した第１のペーストが塗布され、第２工程によ
り第１のペースト上のワイヤボンディング部分に、第１
のペーストの導電性金属粉末の１種もしくは合金化時で
の融点よりも低い融点の１種もしくは複数種の導電性金
属粉末を混合した第２のペーストが塗布され、第３工程
により所定温度で焼成されて第１のペーストによる回路
形成用厚膜導体と第２のペーストによるワイヤボンディ
ング用厚膜導体とが形成される。このとき、第２のペー
ストの導電性金属粉末の融点は、第１のペーストの導電
性金属粉末の融点より低いので、第１のペーストの導電
性金属粉末の焼結（シンタリング）より第２のペースト
の導電性金属粉末の焼結が進みワイヤボンディング用厚
膜導体の導電性金属の結晶粒の粒径が回路形成用厚膜導
体の導電性金属の結晶粒の粒径より大きくなる。そして
、第４工程によりワイヤボンディング用厚膜導体上にワ
イヤボンディングが施される。
上に、ガラス粉末と１種もしくは複数種の導電性金属粉
末を混合した第１のペーストが塗布され、第２工程によ
り第１のペースト上のワイヤボンディング部分に、第１
のペーストの導電性金属粉末の１種もしくは合金化時で
の融点よりも低い融点の１種もしくは複数種の導電性金
属粉末を混合した第２のペーストが塗布され、第３工程
により所定温度で焼成されて第１のペーストによる回路
形成用厚膜導体と第２のペーストによるワイヤボンディ
ング用厚膜導体とが形成される。このとき、第２のペー
ストの導電性金属粉末の融点は、第１のペーストの導電
性金属粉末の融点より低いので、第１のペーストの導電
性金属粉末の焼結（シンタリング）より第２のペースト
の導電性金属粉末の焼結が進みワイヤボンディング用厚
膜導体の導電性金属の結晶粒の粒径が回路形成用厚膜導
体の導電性金属の結晶粒の粒径より大きくなる。そして
、第４工程によりワイヤボンディング用厚膜導体上にワ
イヤボンディングが施される。
その結果、第１の発明の半導体装置が製造される。
第３の発明は、第１工程によりハイブリッドＩＣ用基板
上に、ガラス粉末と導電性金属粉末とを混合した第１の
ペーストが塗布され、第２工程により所定温度で焼成さ
れて第１のペーストによる回路形成用厚膜導体が形成さ
れ、第３工程により回路形成用厚膜導体上のワイヤボン
ディング部分に、導電性金属粉末を混合した第２のペー
ストが塗布され、第４工程により第２工程での焼成温度
よりも高い温度で焼成されて第２のペーストによるワイ
ヤボンディング用厚膜導体が形成される。
上に、ガラス粉末と導電性金属粉末とを混合した第１の
ペーストが塗布され、第２工程により所定温度で焼成さ
れて第１のペーストによる回路形成用厚膜導体が形成さ
れ、第３工程により回路形成用厚膜導体上のワイヤボン
ディング部分に、導電性金属粉末を混合した第２のペー
ストが塗布され、第４工程により第２工程での焼成温度
よりも高い温度で焼成されて第２のペーストによるワイ
ヤボンディング用厚膜導体が形成される。
このとき、第２工程での焼成温度より高い温度で焼成さ
れるので、より焼結（シンタリング）が進行したワイヤ
ボンディング用厚膜導体の導電性金属の結晶粒の方が回
路形成用厚膜導体の導電性金属の結晶粒より粒径が大き
くなる。そして、第５工程によりワイヤボンディング用
厚膜導体上にワイヤボンディングが施される。その結果
、第１の発明の半導体装置が製造される。
れるので、より焼結（シンタリング）が進行したワイヤ
ボンディング用厚膜導体の導電性金属の結晶粒の方が回
路形成用厚膜導体の導電性金属の結晶粒より粒径が大き
くなる。そして、第５工程によりワイヤボンディング用
厚膜導体上にワイヤボンディングが施される。その結果
、第１の発明の半導体装置が製造される。
第４の発明は、第１工程によりハイブリッドＩＣ用基板
上に、ガラス粉末と導電性金属粉末とを混合した第１の
ペーストが塗布され、第２工程により第１のペースト上
のワイヤボンディング部分に、第１のペーストの導電性
金属粉末よりも粒径か大きな導電性金属粉末を混合した
第２のペーストが塗布され、第３工程により所定温度で
焼成されて第１のペーストによる回路形成用厚膜導体と
第２のペーストによるワイヤボンディング用厚膜導体と
が形成される。このとき、第２のペーストの導電性金属
の結晶粒の粒径の方が第１のペーストの導電性金属の結
晶粒の粒径よりも大きいので、ワイヤボンディング用厚
膜導体の導電性金属の結晶粒の方が回路形成用厚膜導体
の導電性金属の結晶粒より粒径が大きくなる。そして、
第４工程によりワイヤボンディング用厚膜導体上にワイ
ヤボンディングが施される。その結果、第１の発明の半
導体装置が製造される。
上に、ガラス粉末と導電性金属粉末とを混合した第１の
ペーストが塗布され、第２工程により第１のペースト上
のワイヤボンディング部分に、第１のペーストの導電性
金属粉末よりも粒径か大きな導電性金属粉末を混合した
第２のペーストが塗布され、第３工程により所定温度で
焼成されて第１のペーストによる回路形成用厚膜導体と
第２のペーストによるワイヤボンディング用厚膜導体と
が形成される。このとき、第２のペーストの導電性金属
の結晶粒の粒径の方が第１のペーストの導電性金属の結
晶粒の粒径よりも大きいので、ワイヤボンディング用厚
膜導体の導電性金属の結晶粒の方が回路形成用厚膜導体
の導電性金属の結晶粒より粒径が大きくなる。そして、
第４工程によりワイヤボンディング用厚膜導体上にワイ
ヤボンディングが施される。その結果、第１の発明の半
導体装置が製造される。
：第１実施例〕
以下、この発明を具体化した一実施例を図面に従って説
明する。
明する。
第１図には半導体装置を示し、第２図、第３図にはその
製造工程を示す。
製造工程を示す。
第２図に示すように、ハイブリッドＩＣ用基板１を用意
する。このハイブリッドＩＣ用基板１はガラス・セラミ
ックよりなり、その成分はガラス成分を１０％以上含み
、焼成を８００〜１００００Ｃの低温で行ったものであ
る。そし、て、このハイブリッドＩＣ用基板１上に、回
路形成用厚膜導体となる第１のペースト２．を塗布する
。この第１のペースト２はガラス粉末と金属酸化物粉末
と導電性金属粉末等が混合されており、導電性金属粉末
としてＡｇ（銀）粉末８０％とＰｄ（パラジウム）粉末
２０％を用いている。又、第１のペースト２中のガラス
及び金属酸化物は、焼成後においてハイブリッドＩＣ用
基板１との物理的・化学的な結合を得るためのものであ
る。さらに、ハイブリッドＩＣ用基板としてのガラス・
セラミック基板１は化学的な結合が得に＜＜、物理的結
合に依存せざるを得ないため第１のペースト２中にはガ
ラス成分が多く添加されている。
する。このハイブリッドＩＣ用基板１はガラス・セラミ
ックよりなり、その成分はガラス成分を１０％以上含み
、焼成を８００〜１００００Ｃの低温で行ったものであ
る。そし、て、このハイブリッドＩＣ用基板１上に、回
路形成用厚膜導体となる第１のペースト２．を塗布する
。この第１のペースト２はガラス粉末と金属酸化物粉末
と導電性金属粉末等が混合されており、導電性金属粉末
としてＡｇ（銀）粉末８０％とＰｄ（パラジウム）粉末
２０％を用いている。又、第１のペースト２中のガラス
及び金属酸化物は、焼成後においてハイブリッドＩＣ用
基板１との物理的・化学的な結合を得るためのものであ
る。さらに、ハイブリッドＩＣ用基板としてのガラス・
セラミック基板１は化学的な結合が得に＜＜、物理的結
合に依存せざるを得ないため第１のペースト２中にはガ
ラス成分が多く添加されている。
次に、第１のペースト２上のワイヤボンディング部分に
、第２のペースト３を塗布する。この第２のペースト３
は、ガラス粉末と金属酸化物粉末と導電性金属粉末等が
混合されており、導電性金属粉末としてＡｇ（銀）粉末
を用いている。つまり、第４図に示すように、第２のペ
ースト３の導電性金属粉末（Ａｇ；１００％）の融点は
、第１のペースト２の導電性金属粉末（Ａｇ ； ８０
％、Ｐｄ、２０％）の合金化時での融点よりも低くなっ
ている。
、第２のペースト３を塗布する。この第２のペースト３
は、ガラス粉末と金属酸化物粉末と導電性金属粉末等が
混合されており、導電性金属粉末としてＡｇ（銀）粉末
を用いている。つまり、第４図に示すように、第２のペ
ースト３の導電性金属粉末（Ａｇ；１００％）の融点は
、第１のペースト２の導電性金属粉末（Ａｇ ； ８０
％、Ｐｄ、２０％）の合金化時での融点よりも低くなっ
ている。
次に、ハイブリッドＩＣ用基板１を８５０℃で焼成する
。
。
その結果、第３図に示すように、ハイブリッドＩＣ用基
板ｌ上に、回路形成用厚膜導体４が配置されるとともに
、回路形成用厚膜導体４上におけるワイヤボンディング
部分に、ワイヤボンディング用厚膜導体５が配置される
。この回路形成用厚膜導体４の導電性金属の結晶粒の粒
径は０．５〜７μｍとなり、ワイヤボンディング用厚膜
導体５の導電性金属の結晶粒の粒径は１０〜３０μｍと
なる。つまり、第４図に示すように、第２のペースト３
での導電性金属粉末（Ａｇ；１００％）の融点が第１の
ペースト２での導電性金属粉末（Ａｇ；８０％、Ｐｄ
、 ２０％）の融点よりも低くなっているので、第１の
ペースト２での導電性金属粉末の焼結（シンタリング）
よりも第２のペースト３の導電性金属粉末の焼結の方が
進み、ワイヤボンディング用縁膜導体５の導電性金属の
結晶粒の粒径が回路形成用厚膜導体４の導電性金属の結
晶粒より大きくなる。
板ｌ上に、回路形成用厚膜導体４が配置されるとともに
、回路形成用厚膜導体４上におけるワイヤボンディング
部分に、ワイヤボンディング用厚膜導体５が配置される
。この回路形成用厚膜導体４の導電性金属の結晶粒の粒
径は０．５〜７μｍとなり、ワイヤボンディング用厚膜
導体５の導電性金属の結晶粒の粒径は１０〜３０μｍと
なる。つまり、第４図に示すように、第２のペースト３
での導電性金属粉末（Ａｇ；１００％）の融点が第１の
ペースト２での導電性金属粉末（Ａｇ；８０％、Ｐｄ
、 ２０％）の融点よりも低くなっているので、第１の
ペースト２での導電性金属粉末の焼結（シンタリング）
よりも第２のペースト３の導電性金属粉末の焼結の方が
進み、ワイヤボンディング用縁膜導体５の導電性金属の
結晶粒の粒径が回路形成用厚膜導体４の導電性金属の結
晶粒より大きくなる。
引き続き、第１図に示すように、ワイヤホンディング用
厚膜導体５上にアルミワイヤ６による超音波ワイヤボン
ディングを施す。
厚膜導体５上にアルミワイヤ６による超音波ワイヤボン
ディングを施す。
第５図には、ヒートサイクル（−３０℃と８０℃の繰り
返し）に対するワイヤ剥がれ不良発生率を示す。即ち、
粒径が平均２μｍの導電性金属粒子（Ａｇ；８０％、Ｐ
ｄ、２０％）を有する回路形成用厚膜導体４上にワイヤ
ボンディングを行った場合（図中、Ｌｌで示す）と、粒
径が平均２μｍの導電性金属粒子（Ａｇ；８０％、Ｐｄ
、 ２０％）を有する回路形成用厚膜導体４上に平均
２０μｍの導電性金属粒子（Ａｇ；１００％）を有する
ワイヤボンディング用厚膜導体５を積層し、その上にワ
イヤボンディングを行った場合（図中、Ｌ２で示す）を
示す。この図から明らかなように、本実施例（特性線Ｌ
２）では、不良発生率を極めて小さくできた。
返し）に対するワイヤ剥がれ不良発生率を示す。即ち、
粒径が平均２μｍの導電性金属粒子（Ａｇ；８０％、Ｐ
ｄ、２０％）を有する回路形成用厚膜導体４上にワイヤ
ボンディングを行った場合（図中、Ｌｌで示す）と、粒
径が平均２μｍの導電性金属粒子（Ａｇ；８０％、Ｐｄ
、 ２０％）を有する回路形成用厚膜導体４上に平均
２０μｍの導電性金属粒子（Ａｇ；１００％）を有する
ワイヤボンディング用厚膜導体５を積層し、その上にワ
イヤボンディングを行った場合（図中、Ｌ２で示す）を
示す。この図から明らかなように、本実施例（特性線Ｌ
２）では、不良発生率を極めて小さくできた。
つまり、第６図に示すように、導体の金属の結晶粒か小
さい場合には、基板１とのガラス接合についてはその接
合面積か大きく接合が強いが、ワイヤ６との金属接合に
ついてはその接合面積が小さく接合が弱くなる。又、第
７図に示すように、導体の金属粒径が大きい場合には、
基板１とのガラス接合についてはその接合面積が小さく
接合が弱くなるが、ワイヤ６との接合についてはその金
属接合面積が大きくなり接合が強くなる。よって、本実
施例のように、基板ｌとの接合面には導体の金属の結晶
粒が小さな回路形成用厚膜導体４を配置するとともに、
ワイヤ６との接合面には導体の金属の結晶粒が大きなワ
イヤボンディング用厚膜導体５を配置することにより、
基板１との接合及びワイヤ６との接合の両方をともに強
くすることができる。
さい場合には、基板１とのガラス接合についてはその接
合面積か大きく接合が強いが、ワイヤ６との金属接合に
ついてはその接合面積が小さく接合が弱くなる。又、第
７図に示すように、導体の金属粒径が大きい場合には、
基板１とのガラス接合についてはその接合面積が小さく
接合が弱くなるが、ワイヤ６との接合についてはその金
属接合面積が大きくなり接合が強くなる。よって、本実
施例のように、基板ｌとの接合面には導体の金属の結晶
粒が小さな回路形成用厚膜導体４を配置するとともに、
ワイヤ６との接合面には導体の金属の結晶粒が大きなワ
イヤボンディング用厚膜導体５を配置することにより、
基板１との接合及びワイヤ６との接合の両方をともに強
くすることができる。
このように本実施例では、ハイブリッドＩＣ用基板１上
に、ガラス粉末と２種類の導電性金属粉末（Ａｇ粉末：
８０％、Ｐｄ粉末；２０％）を混合した第１のペースト
２を塗布しく第１工程）、第１のペースト２上のワイヤ
ボンディング部分に、第１のペースト２の導電性金属粉
末の合金化時での融点よりも低い融点の導電性金属粉末
（Ａｇ；１００％）を混合した第２のペースト３を塗布
しく第２工程）、所定温度で焼成して第１のペースト２
による回路形成用厚膜導体４と第２のペースト３による
ワイヤボンディング用厚膜導体５とを形成しく第３工程
）、ワイヤボンディング用厚膜導体５上にワイヤボンデ
ィングを施した（第４工程）。
に、ガラス粉末と２種類の導電性金属粉末（Ａｇ粉末：
８０％、Ｐｄ粉末；２０％）を混合した第１のペースト
２を塗布しく第１工程）、第１のペースト２上のワイヤ
ボンディング部分に、第１のペースト２の導電性金属粉
末の合金化時での融点よりも低い融点の導電性金属粉末
（Ａｇ；１００％）を混合した第２のペースト３を塗布
しく第２工程）、所定温度で焼成して第１のペースト２
による回路形成用厚膜導体４と第２のペースト３による
ワイヤボンディング用厚膜導体５とを形成しく第３工程
）、ワイヤボンディング用厚膜導体５上にワイヤボンデ
ィングを施した（第４工程）。
その結果、ハイブリットＩＣ用基板１上に、ガラスと導
電性金属粒子（Ａｇ；８０％、Ｐｄ、２０％）とを有す
る回路形成用厚膜導体４が配置されるとともに、回路形
成用厚膜導体４上におけるワイヤボンディング部分に、
回路形成用厚膜導体４の導電性金属の結晶粒よりも粒径
が大きな導電性金属粒子（Ａｇ；１００％）を有するワ
イヤボンデインク用厚膜導体５が配置される。
電性金属粒子（Ａｇ；８０％、Ｐｄ、２０％）とを有す
る回路形成用厚膜導体４が配置されるとともに、回路形
成用厚膜導体４上におけるワイヤボンディング部分に、
回路形成用厚膜導体４の導電性金属の結晶粒よりも粒径
が大きな導電性金属粒子（Ａｇ；１００％）を有するワ
イヤボンデインク用厚膜導体５が配置される。
つまり、ガラス・セラミック基板を用いた場合には化学
的な結合が得にくく物理的な結合に依存せざるを得ない
ために回路形成用厚膜導体４の導電性金属の結晶粒の粒
径を小さくするとともに、回路形成用厚膜導体４中のガ
ラス成分を多くすることとなり、その結果、回路形成用
厚膜導体４の金属粒子の露出が極めて小さくなりワイヤ
６との金属−金属結合が弱くなる。しかし、ワイヤボン
ディング用厚膜導体５を介在させることによりワイヤボ
ンディング用厚膜導体５とワイヤ６との界面においては
、ワイヤボンディング用厚膜導体５の導電性金属の結晶
粒（Ａｇ；１００％）の粒径が大きいために導電性金属
の結晶粒の接合面が大きくなり強固なる金属−金属結合
（ファンデルワールス力）となる。殊に、超音波を用い
たワイヤボンディングにおいて、ワイヤ金属と導体金属
との接合は主にファンデルワールス力よりなるものであ
り、その接合はより強固なものとなる。よって、従来の
ようにアルミバットの形成やメツキ形成といったプロセ
スを用いることなく、通常プロセスである厚膜形成プロ
セスを使用して低コストにて信頼性の高いワイヤボンデ
ィングを施した半導体装置とすることができる。
的な結合が得にくく物理的な結合に依存せざるを得ない
ために回路形成用厚膜導体４の導電性金属の結晶粒の粒
径を小さくするとともに、回路形成用厚膜導体４中のガ
ラス成分を多くすることとなり、その結果、回路形成用
厚膜導体４の金属粒子の露出が極めて小さくなりワイヤ
６との金属−金属結合が弱くなる。しかし、ワイヤボン
ディング用厚膜導体５を介在させることによりワイヤボ
ンディング用厚膜導体５とワイヤ６との界面においては
、ワイヤボンディング用厚膜導体５の導電性金属の結晶
粒（Ａｇ；１００％）の粒径が大きいために導電性金属
の結晶粒の接合面が大きくなり強固なる金属−金属結合
（ファンデルワールス力）となる。殊に、超音波を用い
たワイヤボンディングにおいて、ワイヤ金属と導体金属
との接合は主にファンデルワールス力よりなるものであ
り、その接合はより強固なものとなる。よって、従来の
ようにアルミバットの形成やメツキ形成といったプロセ
スを用いることなく、通常プロセスである厚膜形成プロ
セスを使用して低コストにて信頼性の高いワイヤボンデ
ィングを施した半導体装置とすることができる。
又、第２のペースト３の導電性金属としてＡｇを用いて
いるので、焼成の時に、第１のペースト２の導電性金属
（Ａｇ、Ｐｄ）との間でＡ 、ｇが相互拡散して、回路
形成用厚膜導体４とワイヤボンディング用厚膜導体５を
強固に結合できる。
いるので、焼成の時に、第１のペースト２の導電性金属
（Ａｇ、Ｐｄ）との間でＡ 、ｇが相互拡散して、回路
形成用厚膜導体４とワイヤボンディング用厚膜導体５を
強固に結合できる。
尚、本実施例の応用としては、上記実施例では第１のペ
ーストに複数種（２種類）の導電性金属粉末を混入した
が、１種類であってもよい。同様に、第２のペーストに
ついても上記実施例では１種類であったが、複数種の導
電性金属粉末を混入してもよい。又、複数種の導電性金
属による合金粉末を用いてもよい。要は、各ペーストの
導電性金属は、１種もしくは合金化時での融点に差がつ
いていればよい。又、基板１はセラミック基板を用いて
もよい。
ーストに複数種（２種類）の導電性金属粉末を混入した
が、１種類であってもよい。同様に、第２のペーストに
ついても上記実施例では１種類であったが、複数種の導
電性金属粉末を混入してもよい。又、複数種の導電性金
属による合金粉末を用いてもよい。要は、各ペーストの
導電性金属は、１種もしくは合金化時での融点に差がつ
いていればよい。又、基板１はセラミック基板を用いて
もよい。
〔第２実施例〕
次に、第２実施例を説明する。
第８図に示すように、ハイブリッドＩＣ用基板１上に、
ガラス粉末と導電性金属粉末（Ａｇ粉末）とを混合した
第１のペースト７を塗布する（第１工程）。そして、第
９図に示すように、ハイブリットＩＣ用基板１を８５０
℃で焼成して第１のペースト７による回路形成用厚膜導
体８を形成する（第２工程）。
ガラス粉末と導電性金属粉末（Ａｇ粉末）とを混合した
第１のペースト７を塗布する（第１工程）。そして、第
９図に示すように、ハイブリットＩＣ用基板１を８５０
℃で焼成して第１のペースト７による回路形成用厚膜導
体８を形成する（第２工程）。
次に、第１０図に示すように、回路形成用厚膜導体８上
のワイヤボンディング部分に、導電性金属粉末（Ａｇ粉
末）を混合した第２のペースト９を塗布する（第３工程
）。そして、第１１図に示すように、第２工程での焼成
温度よりも高い９２５℃で焼成して第２のペースト９に
よるワイヤボンディング用厚膜導体１０を形成する（第
４工程）。このとき、第２工程での焼成温度より高い温
度で焼成されるので、より焼結（シンタリング）が進行
したワイヤボンディング用厚膜導体１０の導電性金属の
結晶粒の方が回路形成用厚膜導体８の導電性金属の結晶
粒より粒径が大きくなる。
のワイヤボンディング部分に、導電性金属粉末（Ａｇ粉
末）を混合した第２のペースト９を塗布する（第３工程
）。そして、第１１図に示すように、第２工程での焼成
温度よりも高い９２５℃で焼成して第２のペースト９に
よるワイヤボンディング用厚膜導体１０を形成する（第
４工程）。このとき、第２工程での焼成温度より高い温
度で焼成されるので、より焼結（シンタリング）が進行
したワイヤボンディング用厚膜導体１０の導電性金属の
結晶粒の方が回路形成用厚膜導体８の導電性金属の結晶
粒より粒径が大きくなる。
さらに、ワイヤボンディング用厚膜導体１０上にワイヤ
ボンデインク゛を施す（第５工程）。
ボンデインク゛を施す（第５工程）。
その結果、第１図で示した半導体装置か製造される。
〔第３実施例〕
次に、第３実施例を説明する。
第１２図に示すように、ハイブリッドＩＣ用基板１上に
、ガラス粉末と導電性金属粉末（Ａｇ粉末）とを混合し
た第１のペースト１１を塗布する（第１工程）。そして
、第１のペーストｌｌ上のワイヤボンディング部分に、
ガラス粉末と第１のペーストｌｌの導電性金属粉末より
も粒径が大きな導電性金属粉末（Ａｇ粉末）を混合した
第２のペースト１２を塗布する（第２工程）。
、ガラス粉末と導電性金属粉末（Ａｇ粉末）とを混合し
た第１のペースト１１を塗布する（第１工程）。そして
、第１のペーストｌｌ上のワイヤボンディング部分に、
ガラス粉末と第１のペーストｌｌの導電性金属粉末より
も粒径が大きな導電性金属粉末（Ａｇ粉末）を混合した
第２のペースト１２を塗布する（第２工程）。
次に、第１３図に示すように、ハイブリッドＩＣ用基板
ｌを８５０°Ｃで焼成して第１のペースト１１による回
路形成用厚膜導体１３と第２のペースト１２によるワイ
ヤボンディング用厚膜導体１４とを形成する（第３工程
）。このとき、第２のペースト１２の導電性金属粉末の
粒径の方が第１のペースト１１の導電性金属粒径の粒子
よりも大きいので、ワイヤボンディング用厚膜導体１４
の導電性金属の結晶粒の方が回路形成用厚膜導体１３の
導電性金属の結晶粒より粒径が大きくなる。
ｌを８５０°Ｃで焼成して第１のペースト１１による回
路形成用厚膜導体１３と第２のペースト１２によるワイ
ヤボンディング用厚膜導体１４とを形成する（第３工程
）。このとき、第２のペースト１２の導電性金属粉末の
粒径の方が第１のペースト１１の導電性金属粒径の粒子
よりも大きいので、ワイヤボンディング用厚膜導体１４
の導電性金属の結晶粒の方が回路形成用厚膜導体１３の
導電性金属の結晶粒より粒径が大きくなる。
そして、ワイヤボンディング用厚膜導体１４上にワイヤ
ボンディングを施す（第４工程）。
ボンディングを施す（第４工程）。
その結果、第１図で示した半導体装置が製造される。
以上詳述したようにこの発明によれば、厚膜形成プロセ
スを用いて安価で信頼性の高いワイヤボンディングが施
された半導体装置を提供できる優れた効果を発揮する。
スを用いて安価で信頼性の高いワイヤボンディングが施
された半導体装置を提供できる優れた効果を発揮する。
第１図は第１実施例の半導体装置を示す図、第２図及び
第３図は第１実施例の半導体装置の製造工程を示す図、
第４図はＡｇ−Ｐｄ系の融点を示す図、第５図はワイヤ
の剥がれ不良発生率を示す図、第６図は接合状態を説明
するための図、第７図は接合状態を説明するための図、
第８図〜第１１図は第２実施例の半導体装置の製造工程
を示す図、第１２図及び第１３図は第３実施例の半導体
装置の製造工程を示す図、第１４図及び第１５図は従来
技術を説明するための図である。 １はハイブリッドＩＣ用基板、２は第１のペースト、３
は第２のペースト、４は回路形成用厚膜導体、５はワイ
ヤボンディング用厚膜導体、７は第１のペースト、８は
回路形成用厚膜導体、９は第２のペースト、１０はワイ
ヤボンディング用厚膜導体、１１は第１のペースト、１
２は第２のペースト、１３は回路形成用厚膜導体、１４
はワイヤボンディング用厚膜導体。 特許出願人 日本電装 株式会社 代 理 人 弁理士 恩１）連室（ほか１名）８１５
図 第５図 第８図 第９１０ 第１θ図 第ｔｉＩａ
第３図は第１実施例の半導体装置の製造工程を示す図、
第４図はＡｇ−Ｐｄ系の融点を示す図、第５図はワイヤ
の剥がれ不良発生率を示す図、第６図は接合状態を説明
するための図、第７図は接合状態を説明するための図、
第８図〜第１１図は第２実施例の半導体装置の製造工程
を示す図、第１２図及び第１３図は第３実施例の半導体
装置の製造工程を示す図、第１４図及び第１５図は従来
技術を説明するための図である。 １はハイブリッドＩＣ用基板、２は第１のペースト、３
は第２のペースト、４は回路形成用厚膜導体、５はワイ
ヤボンディング用厚膜導体、７は第１のペースト、８は
回路形成用厚膜導体、９は第２のペースト、１０はワイ
ヤボンディング用厚膜導体、１１は第１のペースト、１
２は第２のペースト、１３は回路形成用厚膜導体、１４
はワイヤボンディング用厚膜導体。 特許出願人 日本電装 株式会社 代 理 人 弁理士 恩１）連室（ほか１名）８１５
図 第５図 第８図 第９１０ 第１θ図 第ｔｉＩａ
Claims (4)
- １．ハイブリッドＩＣ用基板上に、ガラスと導電性金属
粒子とを有する回路形成用厚膜導体を配置するとともに
、前記回路形成用厚膜導体上におけるワイヤボンディン
グ部分に、当該回路形成用厚膜導体の導電性金属の結晶
粒よりも粒径が大きな導電性金属の結晶粒を有するワイ
ヤボンディング用厚膜導体を配置し、このワイヤボンデ
ィング用厚膜導体上にワイヤボンディングを施したこと
を特徴とする半導体装置。 - ２．ハイブリッドＩＣ用基板上に、ガラス粉末と１種も
しくは複数種の導電性金属粉末を混合した第１のペース
トを塗布する第１工程と、 前記第１のペースト上のワイヤボンディング部分に、前
記第１のペーストの導電性金属粉末の１種もしくは合金
化時での融点よりも低い融点の１種もしくは複数種の導
電性金属粉末を混合した第２のペーストを塗布する第２
工程と、 所定温度で焼成して、ガラスと導電性金属粒子とを有す
る前記第１のペーストによる回路形成用厚膜導体と、回
路形成用厚膜導体の導電性金属の結晶粒よりも粒径が大
きな導電性金属粒子を有する前記第２のペーストによる
ワイヤボンディング用厚膜導体とを形成する第３工程と
、 前記ワイヤボンディング用厚膜導体上にワイヤボンディ
ングを施す第４工程と を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - ３．ハイブリッドＩＣ用基板上に、ガラス粉末と導電性
金属粉末とを混合した第１のペーストを塗布する第１工
程と、 所定温度で焼成して、ガラスと導電性金属粒子とを有す
る前記第１のペーストによる回路形成用厚膜導体を形成
する第２工程と、 前記回路形成用厚膜導体上のワイヤボンディング部分に
、導電性金属粉末を混合した第２のペーストを塗布する
第３工程と、 前記第２工程での焼成温度よりも高い温度で焼成して、
回路形成用厚膜導体の導電性金属の結晶粒よりも粒径が
大きな導電性金属粒子を有する前記第２のペーストによ
るワイヤボンディング用厚膜導体を形成する第４工程と
、 前記ワイヤボンディング用厚膜導体上にワイヤボンディ
ングを施す第５工程と を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - ４．ハイブリッドＩＣ用基板上に、ガラス粉末と導電性
金属粉末とを混合した第１のペーストを塗布する第１工
程と、 前記第１のペースト上のワイヤボンディング部分に、前
記第１のペーストの導電性金属粉末よりも粒径が大きな
導電性金属粉末を混入した第２のペーストを塗布する第
２工程と、所定温度で焼成して、ガラスと導電性金属粒
子とを有する前記第１のペーストによる回路形成用厚膜
導体と、回路形成用厚膜導体の導電性金属の結晶粒より
も粒径が大きな導電性金属粒子を有する前記第２のペー
ストによるワイヤボンディング用厚膜導体とを形成する
第３工程と、 前記ワイヤボンディング用厚膜導体上にワイヤボンディ
ングを施す第４工程と を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2248503A JPH0760872B2 (ja) | 1990-09-17 | 1990-09-17 | 半導体装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2248503A JPH0760872B2 (ja) | 1990-09-17 | 1990-09-17 | 半導体装置及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04125955A true JPH04125955A (ja) | 1992-04-27 |
| JPH0760872B2 JPH0760872B2 (ja) | 1995-06-28 |
Family
ID=17179147
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2248503A Expired - Lifetime JPH0760872B2 (ja) | 1990-09-17 | 1990-09-17 | 半導体装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0760872B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0897553A (ja) * | 1994-09-21 | 1996-04-12 | Toyo Commun Equip Co Ltd | 導電パターンの構造 |
| JP2007150366A (ja) * | 2002-03-01 | 2007-06-14 | Hitachi Chem Co Ltd | プリント配線板 |
-
1990
- 1990-09-17 JP JP2248503A patent/JPH0760872B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0897553A (ja) * | 1994-09-21 | 1996-04-12 | Toyo Commun Equip Co Ltd | 導電パターンの構造 |
| JP2007150366A (ja) * | 2002-03-01 | 2007-06-14 | Hitachi Chem Co Ltd | プリント配線板 |
| JP4555998B2 (ja) * | 2002-03-01 | 2010-10-06 | 日立化成工業株式会社 | プリント配線板 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0760872B2 (ja) | 1995-06-28 |
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