JPH07153866A - セラミック回路基板 - Google Patents
セラミック回路基板Info
- Publication number
- JPH07153866A JPH07153866A JP5295642A JP29564293A JPH07153866A JP H07153866 A JPH07153866 A JP H07153866A JP 5295642 A JP5295642 A JP 5295642A JP 29564293 A JP29564293 A JP 29564293A JP H07153866 A JPH07153866 A JP H07153866A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- conductor
- main component
- circuit board
- bonding
- lead frame
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/161—Cap
- H01L2924/1615—Shape
- H01L2924/16195—Flat cap [not enclosing an internal cavity]
Landscapes
- Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
- Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【構成】 Agを主成分とする被膜が施されてなるCu
を主成分とする導体とセラミック体とが接合してなるセ
ラミック回路基板。 【効果】 1.酸化雰囲気においても導体の主成分であ
るCuが酸化されない。 2.Agを主成分とする被膜部に、ワイヤボンディング
を行うとき或いはガラスによる封止をおこなうとき、4
50℃以下の温度領域においても、ボンディング部の接
合強度及び電気抵抗値は好適な値であって、半導体素子
を搭載するセラミック回路基板として有用である。 3.Cuを主成分とする導体に直接ワイヤボンディング
した場合に生じていたCuとワイヤ成分、例えばAlと
の金属間化合物の発生を防止することができる。
を主成分とする導体とセラミック体とが接合してなるセ
ラミック回路基板。 【効果】 1.酸化雰囲気においても導体の主成分であ
るCuが酸化されない。 2.Agを主成分とする被膜部に、ワイヤボンディング
を行うとき或いはガラスによる封止をおこなうとき、4
50℃以下の温度領域においても、ボンディング部の接
合強度及び電気抵抗値は好適な値であって、半導体素子
を搭載するセラミック回路基板として有用である。 3.Cuを主成分とする導体に直接ワイヤボンディング
した場合に生じていたCuとワイヤ成分、例えばAlと
の金属間化合物の発生を防止することができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、Cuを主成分とする導
体とセラミック体とが接合してなるセラミック回路基板
に関する。より詳しくは、ワイヤボンディングを好適に
行いうるセラミック回路基板に関する。
体とセラミック体とが接合してなるセラミック回路基板
に関する。より詳しくは、ワイヤボンディングを好適に
行いうるセラミック回路基板に関する。
【0002】
【従来の技術】セラミック回路基板の導体として、従
来、Wを主成分とするものが広く用いられている。そし
て、このWを主成分とする導体の表面に、目的に応じ
て、更に他の金属成分からなる鍍金を施す、例えばWを
主成分とする導体の表面にNiメッキを施し、ろう材に
て金属ピンを接合した後、更に表面にNi、Auを順次
鍍金することも知られている。
来、Wを主成分とするものが広く用いられている。そし
て、このWを主成分とする導体の表面に、目的に応じ
て、更に他の金属成分からなる鍍金を施す、例えばWを
主成分とする導体の表面にNiメッキを施し、ろう材に
て金属ピンを接合した後、更に表面にNi、Auを順次
鍍金することも知られている。
【0003】しかしながら、上記したWを主成分とする
導体が接合した従来のセラミック回路基板には、超高周
波帯での信号の伝搬損失が大きいという問題点がある。
この原因として、Wの抵抗が高いということが挙げられ
る。また、前記したように、導体としてWを主成分とす
るものを使用すると、製造コストも高くなる。
導体が接合した従来のセラミック回路基板には、超高周
波帯での信号の伝搬損失が大きいという問題点がある。
この原因として、Wの抵抗が高いということが挙げられ
る。また、前記したように、導体としてWを主成分とす
るものを使用すると、製造コストも高くなる。
【0004】そこで、セラミック回路基板の配線抵抗を
小さくするため、もしくは超高周波帯での信号の伝搬損
失を少なくするため、導体として、比抵抗がWの1/5
〜1/4であるCuを主成分とする導体を用いることが
知られている。
小さくするため、もしくは超高周波帯での信号の伝搬損
失を少なくするため、導体として、比抵抗がWの1/5
〜1/4であるCuを主成分とする導体を用いることが
知られている。
【0005】このように導体としてCuを主成分とする
ものを用いる場合においても、半導体素子とCuを主成
分とする導体とは、直接ワイヤボンディングにより電気
的に接続される。
ものを用いる場合においても、半導体素子とCuを主成
分とする導体とは、直接ワイヤボンディングにより電気
的に接続される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、半導体
素子とCuを主成分とする導体とを直接ワイヤボンディ
ングにより電気的に接続する場合、その前後に酸化雰囲
気中の熱処理工程が入る場合は、導体の主成分であるC
uがO2 と反応して脆い酸化物を形成しやすいことによ
る問題が発生する。即ち、例えば酸化雰囲気中、430
℃〜480℃程度の加熱を必要とするガラス封止タイプ
のパッケージを製造する場合、該セラミック回路基板の
導体として銅を主成分とするものを用いると、ボンディ
ング引張強度の低下、及びボンディング部の電気抵抗値
の上昇が起こる。従って、ガラス封止タイプのパッケー
ジのセラミック回路基板として、Cuを主成分とする導
体が接合されてなるものを使用することはできなかっ
た。
素子とCuを主成分とする導体とを直接ワイヤボンディ
ングにより電気的に接続する場合、その前後に酸化雰囲
気中の熱処理工程が入る場合は、導体の主成分であるC
uがO2 と反応して脆い酸化物を形成しやすいことによ
る問題が発生する。即ち、例えば酸化雰囲気中、430
℃〜480℃程度の加熱を必要とするガラス封止タイプ
のパッケージを製造する場合、該セラミック回路基板の
導体として銅を主成分とするものを用いると、ボンディ
ング引張強度の低下、及びボンディング部の電気抵抗値
の上昇が起こる。従って、ガラス封止タイプのパッケー
ジのセラミック回路基板として、Cuを主成分とする導
体が接合されてなるものを使用することはできなかっ
た。
【0007】そこで、セラミック回路基板の導体として
Cuを主成分とするものを使用したパッケージの封止
は、比較的低融点(180℃〜300℃)であり、非酸
化雰囲気中で封止を行いうる金属系の封止剤、Pb−S
n系封止剤、Au−Sn系封止剤等を使用して行われ
る。
Cuを主成分とするものを使用したパッケージの封止
は、比較的低融点(180℃〜300℃)であり、非酸
化雰囲気中で封止を行いうる金属系の封止剤、Pb−S
n系封止剤、Au−Sn系封止剤等を使用して行われ
る。
【0008】ところが、上記した金属系の封止剤を用い
る場合、セラミック体と封止剤との濡れ性が悪いため
に、セラミック体と封止剤とを直接接合させることがで
きない。そのため、金属系の封止剤による封止の前に、
予めセラミック体の表面上に、メタライズ層を同時焼成
法、蒸着法、スパッタ法等を採用して形成しなければな
らなかった。
る場合、セラミック体と封止剤との濡れ性が悪いため
に、セラミック体と封止剤とを直接接合させることがで
きない。そのため、金属系の封止剤による封止の前に、
予めセラミック体の表面上に、メタライズ層を同時焼成
法、蒸着法、スパッタ法等を採用して形成しなければな
らなかった。
【0009】このほか、Cuを主成分とする導体に直接
ワイヤボンディングされるワイヤとして、耐酸化性の良
好なAlを主成分とするワイヤを使用した場合、封止に
際しての加熱により、CuとAlとの金属間化合物が生
成しやすくなり、ボンディング引張強度の経時的低下、
又はボンディング部の電気抵抗値の経時的上昇が起こる
ことが少なくないという問題がある。
ワイヤボンディングされるワイヤとして、耐酸化性の良
好なAlを主成分とするワイヤを使用した場合、封止に
際しての加熱により、CuとAlとの金属間化合物が生
成しやすくなり、ボンディング引張強度の経時的低下、
又はボンディング部の電気抵抗値の経時的上昇が起こる
ことが少なくないという問題がある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明者は、前記課題を
解決するために、Cuを主成分とする導体の表面を、C
u以外の金属成分により被覆することを試みた。
解決するために、Cuを主成分とする導体の表面を、C
u以外の金属成分により被覆することを試みた。
【0011】しかしながら、Cuを主成分とする導体の
表面を被覆するのに好適な金属成分を見いだすべく、諸
々の金属成分を試してみたが、適当なものがなかなか見
つからなかった。例えば、Niメッキ、Ni−Co合金
メッキを施した場合には、ガラス封止のときと同様の加
熱、即ち酸化雰囲気中での480℃の加熱を行うと、何
も被覆しないときと同様に酸化物が形成され、ワイヤボ
ンディングを好適に行うことが困難であった。
表面を被覆するのに好適な金属成分を見いだすべく、諸
々の金属成分を試してみたが、適当なものがなかなか見
つからなかった。例えば、Niメッキ、Ni−Co合金
メッキを施した場合には、ガラス封止のときと同様の加
熱、即ち酸化雰囲気中での480℃の加熱を行うと、何
も被覆しないときと同様に酸化物が形成され、ワイヤボ
ンディングを好適に行うことが困難であった。
【0012】かかる状況において、Cuを主成分とする
導体の表面上に、Agを主成分とする被膜を施したとこ
ろ、意外にも好ましい結果が得られること、例えば48
0℃の加熱後においてもワイヤボンディングが可能であ
り、更にワイヤボンディング後430℃の酸化雰囲気中
の加熱においてもワイヤボンディング引張強度、電気抵
抗が良好な値であることを見いだし、本発明を完成する
に至った。
導体の表面上に、Agを主成分とする被膜を施したとこ
ろ、意外にも好ましい結果が得られること、例えば48
0℃の加熱後においてもワイヤボンディングが可能であ
り、更にワイヤボンディング後430℃の酸化雰囲気中
の加熱においてもワイヤボンディング引張強度、電気抵
抗が良好な値であることを見いだし、本発明を完成する
に至った。
【0013】即ち、本発明はCuを主成分とする導体と
セラミック体とが接合してなるセラミック回路基板であ
って、前記導体の表面上にAgを主成分とする被膜が施
されてなるセラミック回路基板である。
セラミック体とが接合してなるセラミック回路基板であ
って、前記導体の表面上にAgを主成分とする被膜が施
されてなるセラミック回路基板である。
【0014】本発明では、Cuを主成分とする導体の表
面上にAgを主成分とする被膜を施すことにより、例え
ばガラス封止タイプのパッケージを作成する場合に於い
ても、480℃酸化雰囲気中でのガラスによるリード固
着や430℃酸化雰囲気中でのパッケージ封止に際して
導体の主成分であるCuが酸化されること無いため、ボ
ンディング引っ張り強度や電気特性は良好である。
面上にAgを主成分とする被膜を施すことにより、例え
ばガラス封止タイプのパッケージを作成する場合に於い
ても、480℃酸化雰囲気中でのガラスによるリード固
着や430℃酸化雰囲気中でのパッケージ封止に際して
導体の主成分であるCuが酸化されること無いため、ボ
ンディング引っ張り強度や電気特性は良好である。
【0015】本発明において、Cuを主成分とする導体
の表面上におけるAgを主成分とする被膜が施される部
位は、特に限定されないが、前記導体の表面の少なくと
もワイヤボンディングが行われる部分とすると、ワイヤ
ボンディング部の接合強度が高まり、ワイヤボンディン
グ部の電気抵抗を低く維持することができるので好まし
い。
の表面上におけるAgを主成分とする被膜が施される部
位は、特に限定されないが、前記導体の表面の少なくと
もワイヤボンディングが行われる部分とすると、ワイヤ
ボンディング部の接合強度が高まり、ワイヤボンディン
グ部の電気抵抗を低く維持することができるので好まし
い。
【0016】本発明において、Agを主成分とする被膜
の厚さは特に限定されないが、0.3μm以上とする
と、Cuを主成分とする導体の酸化保護被覆として充分
に機能するために好ましい。
の厚さは特に限定されないが、0.3μm以上とする
と、Cuを主成分とする導体の酸化保護被覆として充分
に機能するために好ましい。
【0017】但し、Agを主成分とする被膜を施すに際
して、Ag系のペースト剤を用いてAgを主成分とする
被膜を固着させて施す場合には、その固着温度は、通常
780℃以上という比較的高い温度にする。その際、固
着時に被膜の主成分であるAgと導体の主成分であるC
uとが固溶体を形成してしまうおそれがある。この為、
Ag系のペーストを用いる場合は、Cuを主成分とする
導体の厚みと、Agを主成分とする被膜の厚みとの比
を、1(Cu):10以上(Ag)とすることが好まし
い。
して、Ag系のペースト剤を用いてAgを主成分とする
被膜を固着させて施す場合には、その固着温度は、通常
780℃以上という比較的高い温度にする。その際、固
着時に被膜の主成分であるAgと導体の主成分であるC
uとが固溶体を形成してしまうおそれがある。この為、
Ag系のペーストを用いる場合は、Cuを主成分とする
導体の厚みと、Agを主成分とする被膜の厚みとの比
を、1(Cu):10以上(Ag)とすることが好まし
い。
【0018】本発明のセラミック回路基板を製造する方
法は、特に限定されないが、例えばメッキを行う方法、
ペーストを使用する方法、Ag箔を超音波あるいはスポ
ット溶接にて接合する方法等が挙げられる。前記メッキ
を行う方法において、メッキされる成分は特に限定され
ないが、Ag、Ag−Pd合金、Ag−In合金等が例
示される。また、前記ペーストを使用する方法におい
て、使用されるペーストは特に限定されないが、Agペ
ースト、Ag−Pdペースト、Ag−Ptペースト等が
例示される。
法は、特に限定されないが、例えばメッキを行う方法、
ペーストを使用する方法、Ag箔を超音波あるいはスポ
ット溶接にて接合する方法等が挙げられる。前記メッキ
を行う方法において、メッキされる成分は特に限定され
ないが、Ag、Ag−Pd合金、Ag−In合金等が例
示される。また、前記ペーストを使用する方法におい
て、使用されるペーストは特に限定されないが、Agペ
ースト、Ag−Pdペースト、Ag−Ptペースト等が
例示される。
【0019】さらに、Agを主成分とする被膜とCuを
主成分とする導体との間に、Niメッキ層、Ni−Co
メッキ層、Crメッキ層、白金族のメッキ層、例えばP
tメッキ、Rhメッキより選ばれた一種又は二種以上の
層を組み合わせで介在させることは、耐酸化性、ワイヤ
がAlからなるときのワイヤボンディング引っ張り強度
をさらに良くするために好ましい。
主成分とする導体との間に、Niメッキ層、Ni−Co
メッキ層、Crメッキ層、白金族のメッキ層、例えばP
tメッキ、Rhメッキより選ばれた一種又は二種以上の
層を組み合わせで介在させることは、耐酸化性、ワイヤ
がAlからなるときのワイヤボンディング引っ張り強度
をさらに良くするために好ましい。
【0020】本発明のセラミック回路基板は、通常48
0℃程度の酸化雰囲気中で行われるリードフレーム固着
においても、該回路基板のCuを主成分とする導体の酸
化は起こらず、又、430℃程度の酸化雰囲気中で行わ
れるパッケージ封止においても、被膜の主成分であるA
gとワイヤの主成分、例えばAl、Au等との間では、
金属間化合物を形成しないために、ボンディング引っ張
り強度は良好な値を示し、かつ電気抵抗は充分に低い点
で非常に好適なものである。
0℃程度の酸化雰囲気中で行われるリードフレーム固着
においても、該回路基板のCuを主成分とする導体の酸
化は起こらず、又、430℃程度の酸化雰囲気中で行わ
れるパッケージ封止においても、被膜の主成分であるA
gとワイヤの主成分、例えばAl、Au等との間では、
金属間化合物を形成しないために、ボンディング引っ張
り強度は良好な値を示し、かつ電気抵抗は充分に低い点
で非常に好適なものである。
【0021】次に、本発明のセラミック回路基板の具体
的態様を、図1及び図2を参照しながら説明する。図1
は本発明の一具体例を示す要部の断面図、図2は図1の
リードフレームがAlN部材1’を介して固着されたA
lN回路基板にAlN製キャップ1”を施したものの断
面図である。この図2において、3’は封止用ガラスで
ある。
的態様を、図1及び図2を参照しながら説明する。図1
は本発明の一具体例を示す要部の断面図、図2は図1の
リードフレームがAlN部材1’を介して固着されたA
lN回路基板にAlN製キャップ1”を施したものの断
面図である。この図2において、3’は封止用ガラスで
ある。
【0022】AlN基板上1の片面の一部には、図1に
示すように金属箔より成るCu導体2が接合され、該C
u導体2にはAlN部材1’が接合されている。前記の
Cu導体としては、金属箔からなるもののほかに、Cu
系厚膜ペーストを用いたもの、Cu薄膜からなるもの等
を使用することができる。
示すように金属箔より成るCu導体2が接合され、該C
u導体2にはAlN部材1’が接合されている。前記の
Cu導体としては、金属箔からなるもののほかに、Cu
系厚膜ペーストを用いたもの、Cu薄膜からなるもの等
を使用することができる。
【0023】そして、Cu導体2の表面の一部には、A
gを主成分とする被膜4が施されている。更に、AlN
部材1’には、鉛ホウケイ酸系ガラス3を用いてリード
フレーム7が固着されている。
gを主成分とする被膜4が施されている。更に、AlN
部材1’には、鉛ホウケイ酸系ガラス3を用いてリード
フレーム7が固着されている。
【0024】上記の図1及び図2に示すセラミック回路
基板においては、セラミック1,1’,1”としてAl
N製のものを用いているが、他に例として、1,1’,
1”としてAl2O3製セラミックを使用する場合、1,
1’としてAlN製セラミック、1”としてムライト製
セラミックを使用する場合、1,1’,1”としてガラ
ス系セラミック、例えばアルミナ+ホウケイ酸ガラスよ
り成るもの等を使用する場合、1,1’として炭化珪素
製セラミック、1”としてムライト製セラミックを使用
する場合等が挙げられる。このようなAlN,Al
2O3,ムライト等のセラミックとしては、黒色に着色し
たものも用いることができる。
基板においては、セラミック1,1’,1”としてAl
N製のものを用いているが、他に例として、1,1’,
1”としてAl2O3製セラミックを使用する場合、1,
1’としてAlN製セラミック、1”としてムライト製
セラミックを使用する場合、1,1’,1”としてガラ
ス系セラミック、例えばアルミナ+ホウケイ酸ガラスよ
り成るもの等を使用する場合、1,1’として炭化珪素
製セラミック、1”としてムライト製セラミックを使用
する場合等が挙げられる。このようなAlN,Al
2O3,ムライト等のセラミックとしては、黒色に着色し
たものも用いることができる。
【0025】また、導体の主成分であるCuの材質とし
て、例えば無酸素銅、タフピッチ銅、リン脱酸銅、丹
銅、黄銅、リン青銅、洋白、ベリリウム銅等の純金属、
合金の他、Cu−Ag系合金、C194の様なCu−F
e−Zn−P系合金、C151の様なCu−Zr系合
金、OMCL−1の様なCu−Cr−Zr−Mg−Si
系合金、耐熱銅合金を含む合金等が挙げられる。
て、例えば無酸素銅、タフピッチ銅、リン脱酸銅、丹
銅、黄銅、リン青銅、洋白、ベリリウム銅等の純金属、
合金の他、Cu−Ag系合金、C194の様なCu−F
e−Zn−P系合金、C151の様なCu−Zr系合
金、OMCL−1の様なCu−Cr−Zr−Mg−Si
系合金、耐熱銅合金を含む合金等が挙げられる。
【0026】ボンディングに使用されるワイヤとして
は、後述する実施例では、すべてAl−Si合金からな
り、φ25μmのものを用いているが、この構成成分、
線径に限定されず、例えばφ500μm程度の太いAl
線を用いても問題はない。
は、後述する実施例では、すべてAl−Si合金からな
り、φ25μmのものを用いているが、この構成成分、
線径に限定されず、例えばφ500μm程度の太いAl
線を用いても問題はない。
【0027】
【実施例】本発明を具体的に説明するために実施例及び
比較例を挙げるが、本発明はこれら実施例によって何ら
限定されるものではない。
比較例を挙げるが、本発明はこれら実施例によって何ら
限定されるものではない。
【0028】比較例1(実験No.1) Cu導体2(無酸素銅箔:厚み150μm)の表面の所
定の箇所にリードフレーム固着用ホウケイ酸ガラス3を
使用して酸化雰囲気中、480℃、10minの加熱で
リードフレームを固着させて、Cu導体2が露出してい
る以外は図1に示すものと同様のセラミック回路基板を
作製した。次に、Cu導体2と半導体素子6との間でA
lワイヤボンディング5による接合を試みたが、Cu表
面に酸化物が形成されており、ボンディングできなかっ
た。
定の箇所にリードフレーム固着用ホウケイ酸ガラス3を
使用して酸化雰囲気中、480℃、10minの加熱で
リードフレームを固着させて、Cu導体2が露出してい
る以外は図1に示すものと同様のセラミック回路基板を
作製した。次に、Cu導体2と半導体素子6との間でA
lワイヤボンディング5による接合を試みたが、Cu表
面に酸化物が形成されており、ボンディングできなかっ
た。
【0029】比較例2(実験No.2) Cu導体2(無酸素銅箔:厚み150μm)の表面の所
定の箇所にNiメッキを10μm施し、リードフレーム
固着用ホウケイ酸ガラス3を酸化雰囲気中、480℃、
10minの加熱で、リードフレームを固着させて、C
u導体2の表面のメッキ成分がNiである以外は図1に
示すものと同様のセラミック回路基板を作製した。次
に、Niと半導体素子6との間でAlワイヤボンディン
グ5による接合を試みたが、Ni表面が酸化されて、ボ
ンディングできなかった。
定の箇所にNiメッキを10μm施し、リードフレーム
固着用ホウケイ酸ガラス3を酸化雰囲気中、480℃、
10minの加熱で、リードフレームを固着させて、C
u導体2の表面のメッキ成分がNiである以外は図1に
示すものと同様のセラミック回路基板を作製した。次
に、Niと半導体素子6との間でAlワイヤボンディン
グ5による接合を試みたが、Ni表面が酸化されて、ボ
ンディングできなかった。
【0030】比較例3(実験No.3) Cu導体2(無酸素銅箔:厚み150μm)の表面の所
定の箇所にNi−Co合金メッキを10μm施し、リー
ドフレーム固着用ホウケイ酸ガラス3を使用して酸化雰
囲気中、480℃、10minの加熱で、リードフレー
ムを固着させて、Cu導体2の表面のメッキ成分がNi
−Co合金である以外は図1に示すものと同様のセラミ
ック回路基板を作製した。次に、Ni−Coと半導体素
子6との間でAlワイヤボンディング5による接合を試
みたが、Ni−Co表面が酸化されて、ボンディングで
きなかった。
定の箇所にNi−Co合金メッキを10μm施し、リー
ドフレーム固着用ホウケイ酸ガラス3を使用して酸化雰
囲気中、480℃、10minの加熱で、リードフレー
ムを固着させて、Cu導体2の表面のメッキ成分がNi
−Co合金である以外は図1に示すものと同様のセラミ
ック回路基板を作製した。次に、Ni−Coと半導体素
子6との間でAlワイヤボンディング5による接合を試
みたが、Ni−Co表面が酸化されて、ボンディングで
きなかった。
【0031】実施例1(実験No.4) Cu導体2(無酸素銅箔:厚み150μm)の表面の所
定の箇所に、Agメッキを0.3〜20μm施し、リー
ドフレーム固着用ホウケイ酸ガラス3を用いて、酸化雰
囲気中、480℃、10minの加熱により、リードフ
レームを固着させて図1に示すセラミック回路基板を作
製した。次に、前記Agメッキ4と半導体素子6とをA
lワイヤボンディング5で接続した。このワイヤ部5に
ついて引っ張り強度測定を行なったところ、ボンディン
グ引っ張り強度はいずれも良好であった。
定の箇所に、Agメッキを0.3〜20μm施し、リー
ドフレーム固着用ホウケイ酸ガラス3を用いて、酸化雰
囲気中、480℃、10minの加熱により、リードフ
レームを固着させて図1に示すセラミック回路基板を作
製した。次に、前記Agメッキ4と半導体素子6とをA
lワイヤボンディング5で接続した。このワイヤ部5に
ついて引っ張り強度測定を行なったところ、ボンディン
グ引っ張り強度はいずれも良好であった。
【0032】次に、キャップ封止を、酸化雰囲気中で4
30℃、10minの加熱で行った。
30℃、10minの加熱で行った。
【0033】上記封止の後、回路基板のキャップ1”を
取り外して、ボンディング引っ張り強度、配線抵抗を測
定したところ、いずれも良好な値であった。
取り外して、ボンディング引っ張り強度、配線抵抗を測
定したところ、いずれも良好な値であった。
【0034】実施例2(実験No.5) Cu導体2(無酸素銅箔:厚み150μm)の表面の所
定の箇所に、Ag−Pd(14%)合金メッキを2μm
施し、リードフレーム固着用ホウケイ酸ガラス3を使用
して酸化雰囲気中、480℃、10minの加熱で、リ
ードフレームを固着させて図1に示すセラミック回路基
板を作製した。次に、Ag−Pdメッキ4と半導体素子
6とをAlワイヤボンディング5で接合した。このワイ
ヤ部5について引っ張り強度測定を行なったところ、ボ
ンディング引っ張り強度はいずれも良好であった。
定の箇所に、Ag−Pd(14%)合金メッキを2μm
施し、リードフレーム固着用ホウケイ酸ガラス3を使用
して酸化雰囲気中、480℃、10minの加熱で、リ
ードフレームを固着させて図1に示すセラミック回路基
板を作製した。次に、Ag−Pdメッキ4と半導体素子
6とをAlワイヤボンディング5で接合した。このワイ
ヤ部5について引っ張り強度測定を行なったところ、ボ
ンディング引っ張り強度はいずれも良好であった。
【0035】次に、キャップ封止を酸化雰囲気中で43
0℃、10minの加熱で行った。
0℃、10minの加熱で行った。
【0036】上記封止の後、回路基板のキャップ1”を
取り外して、ボンディング引っ張り強度、配線抵抗を測
定したところ、いずれも良好な値であった。
取り外して、ボンディング引っ張り強度、配線抵抗を測
定したところ、いずれも良好な値であった。
【0037】実施例3(実験No.6) Cu導体2(薄膜:厚み3μm)の表面の所定の箇所に
Agペーストを100μm施し、850℃加熱で該ペー
ストを基板に固着させた。次いで、リードフレーム固着
用ホウケイ酸ガラス3を使用して酸化雰囲気中、480
℃、10minの加熱で、リードフレームを固着させて
図1に示すセラミック回路基板を作製した。次に、Ag
ペースト4と半導体素子6をAlワイヤボンディング5
で接合した。このワイヤ部5について引っ張り強度測定
を行なったところ、ボンディング引っ張り強度はいずれ
も良好であった。
Agペーストを100μm施し、850℃加熱で該ペー
ストを基板に固着させた。次いで、リードフレーム固着
用ホウケイ酸ガラス3を使用して酸化雰囲気中、480
℃、10minの加熱で、リードフレームを固着させて
図1に示すセラミック回路基板を作製した。次に、Ag
ペースト4と半導体素子6をAlワイヤボンディング5
で接合した。このワイヤ部5について引っ張り強度測定
を行なったところ、ボンディング引っ張り強度はいずれ
も良好であった。
【0038】次に、キャップ封止を酸化雰囲気中で43
0℃、10minの加熱で行った。
0℃、10minの加熱で行った。
【0039】上記封止の後、回路基板のキャップ1”を
取り外して、ボンディング引っ張り強度、配線抵抗を測
定したところ、いずれも良好な値であった。
取り外して、ボンディング引っ張り強度、配線抵抗を測
定したところ、いずれも良好な値であった。
【0040】実施例4(実験No.7) Cu導体2(薄膜:厚み3μm)の表面の所定の箇所に
Ag−Pd(9%)ペーストを100μm施し、850
℃加熱で該ペーストを基板に固着させた。次いで、リー
ドフレーム固着用ホウケイ酸ガラス3を使用して酸化雰
囲気中、480℃、10minの加熱で、リードフレー
ムを固着させて図1に示すセラミック回路基板を作製し
た。次に、Ag−Pdペースト4と半導体素子6とをA
lワイヤボンディング5で接合した。このワイヤ部5に
ついて引っ張り強度測定を行なったところ、ボンディン
グ引っ張り強度はいずれも良好であった。
Ag−Pd(9%)ペーストを100μm施し、850
℃加熱で該ペーストを基板に固着させた。次いで、リー
ドフレーム固着用ホウケイ酸ガラス3を使用して酸化雰
囲気中、480℃、10minの加熱で、リードフレー
ムを固着させて図1に示すセラミック回路基板を作製し
た。次に、Ag−Pdペースト4と半導体素子6とをA
lワイヤボンディング5で接合した。このワイヤ部5に
ついて引っ張り強度測定を行なったところ、ボンディン
グ引っ張り強度はいずれも良好であった。
【0041】次に、キャップ封止を酸化雰囲気中で43
0℃、10minの加熱で行った。
0℃、10minの加熱で行った。
【0042】上記封止の後、回路基板のキャップ1”を
取り外して、ボンディング引っ張り強度、配線抵抗を測
定したところ、いずれも良好な値であった。
取り外して、ボンディング引っ張り強度、配線抵抗を測
定したところ、いずれも良好な値であった。
【0043】実施例5(実験No.8) Cu導体2(Cuペースト:厚み10μm、900℃で
基板に固着)の表面の所定の箇所にAg−Pt(1%)
ペーストを100μm施し、850℃加熱で該ペースト
を基板に固着させた。次いで、リードフレーム固着用ホ
ウケイ酸ガラス3を使用して酸化雰囲気中、480℃、
10minの加熱で、リードフレームを固着させて図1
に示すセラミック回路基板を作製した。次に、Ag−P
tペースト4と半導体素子6とをAlワイヤボンディン
グ5で接合した。このワイヤ部5について引っ張り強度
測定を行なったところ、ボンディング引っ張り強度はい
ずれも良好な値であった。
基板に固着)の表面の所定の箇所にAg−Pt(1%)
ペーストを100μm施し、850℃加熱で該ペースト
を基板に固着させた。次いで、リードフレーム固着用ホ
ウケイ酸ガラス3を使用して酸化雰囲気中、480℃、
10minの加熱で、リードフレームを固着させて図1
に示すセラミック回路基板を作製した。次に、Ag−P
tペースト4と半導体素子6とをAlワイヤボンディン
グ5で接合した。このワイヤ部5について引っ張り強度
測定を行なったところ、ボンディング引っ張り強度はい
ずれも良好な値であった。
【0044】次に、キャップ封止を酸化雰囲気中で43
0℃、10minの加熱で行った。
0℃、10minの加熱で行った。
【0045】上記の封止後、回路基板のキャップ1”を
取り外して、ボンディング引っ張り強度、配線抵抗を測
定したところ、いずれも良好な値であった。
取り外して、ボンディング引っ張り強度、配線抵抗を測
定したところ、いずれも良好な値であった。
【0046】実施例6(実験No.9) Cu導体2(無酸素銅箔:厚み150μm)の表面の所
定の箇所にAg箔100μmを超音波接合した。次い
で、リードフレーム固着用ホウケイ酸ガラス3を酸化雰
囲気中、480℃、10minの加熱で、リードフレー
ムを固着させて図1に示すセラミック回路基板を作製し
た。次に、Ag箔4と半導体素子6とをAlワイヤボン
ディング5で接合した。このワイヤ部5について引っ張
り強度測定を行なったところ、ボンディング引っ張り強
度はいずれも良好であった。
定の箇所にAg箔100μmを超音波接合した。次い
で、リードフレーム固着用ホウケイ酸ガラス3を酸化雰
囲気中、480℃、10minの加熱で、リードフレー
ムを固着させて図1に示すセラミック回路基板を作製し
た。次に、Ag箔4と半導体素子6とをAlワイヤボン
ディング5で接合した。このワイヤ部5について引っ張
り強度測定を行なったところ、ボンディング引っ張り強
度はいずれも良好であった。
【0047】次に、キャップ封止を酸化雰囲気中で43
0℃、10minの加熱で行った。
0℃、10minの加熱で行った。
【0048】上記封止の後、回路基板のキャップ1”を
取り外して、ボンディング引っ張り強度、配線抵抗を測
定したところ、いずれも良好な値であった。
取り外して、ボンディング引っ張り強度、配線抵抗を測
定したところ、いずれも良好な値であった。
【0049】実施例7(実験No.10) Cu導体2(無酸素銅箔:厚み150μm)の表面の所
定の箇所にNiメッキを5μm施し、その上にAgメッ
キを5μm施した。次いで、リードフレーム固着用ホウ
ケイ酸ガラス3を使用して酸化雰囲気中、480℃、1
0minの加熱で、リードフレームを固着させて図1に
示すセラミック回路基板を作製した。次に、Agメッキ
4と半導体素子6とをAlワイヤボンディング5で接合
した。このワイヤ部5について引張り強度測定を行った
ところ、ボンディング引張り強度はいずれも良好であっ
た。
定の箇所にNiメッキを5μm施し、その上にAgメッ
キを5μm施した。次いで、リードフレーム固着用ホウ
ケイ酸ガラス3を使用して酸化雰囲気中、480℃、1
0minの加熱で、リードフレームを固着させて図1に
示すセラミック回路基板を作製した。次に、Agメッキ
4と半導体素子6とをAlワイヤボンディング5で接合
した。このワイヤ部5について引張り強度測定を行った
ところ、ボンディング引張り強度はいずれも良好であっ
た。
【0050】次に、キャップ封止を酸化雰囲気中で43
0℃、10minの加熱で行った。
0℃、10minの加熱で行った。
【0051】上記封止の後、回路基板のキャップ1”を
取り外して、ボンディング引張り強度、配線抵抗を測定
したところ、いずれも良好な値であった。
取り外して、ボンディング引張り強度、配線抵抗を測定
したところ、いずれも良好な値であった。
【0052】実施例8(実験No.11) Cu導体2(C151箔:厚み150μm)の表面の所
定の箇所にNiメッキ2μm、その上にCrメッキ2μ
m、その上にNiメッキ2μm、その上にAgメッキを
5μm施した。次いで、リードフレーム固着用ホウケイ
酸ガラス3を使用して酸化雰囲気中、480℃、10m
inの加熱でリードフレームを固着させて図1に示すセ
ラミック回路基板を作製した。次に、Agメッキ4と半
導体素子6とをAlワイヤボンディング5で接合した。
このワイヤ部5について引張り強度測定を行ったとこ
ろ、ボンディング引張り強度はいずれも良好な値であっ
た。
定の箇所にNiメッキ2μm、その上にCrメッキ2μ
m、その上にNiメッキ2μm、その上にAgメッキを
5μm施した。次いで、リードフレーム固着用ホウケイ
酸ガラス3を使用して酸化雰囲気中、480℃、10m
inの加熱でリードフレームを固着させて図1に示すセ
ラミック回路基板を作製した。次に、Agメッキ4と半
導体素子6とをAlワイヤボンディング5で接合した。
このワイヤ部5について引張り強度測定を行ったとこ
ろ、ボンディング引張り強度はいずれも良好な値であっ
た。
【0053】次に、キャップ封止を酸化雰囲気中で43
0℃、10minの加熱で行った。
0℃、10minの加熱で行った。
【0054】上記封止の後、回路基板のキャップ1”を
取り外して、ボンディング引張り強度、配線抵抗を測定
したところ、いずれも良好な値であった。
取り外して、ボンディング引張り強度、配線抵抗を測定
したところ、いずれも良好な値であった。
【0055】実施例9(実験No.12) Cu導体2(無酸素銅箔:厚み150μm)の表面の所
定の箇所にNiメッキ2μm、Crメッキ2μm及びA
gメッキ5μmを順次施した。次いで、リードフレーム
固着用ホウケイ酸ガラス3を使用して酸化雰囲気中、4
80℃、10minの加熱で、リードフレームを固着さ
せて図1に示すセラミック回路基板を作製した。次に、
Ag箔4と半導体素子6とをAlワイヤボンディング5
で接合した。このワイヤ部5について引っ張り強度測定
を行なったところ、ボンディング引っ張り強度はいずれ
も良好であった。
定の箇所にNiメッキ2μm、Crメッキ2μm及びA
gメッキ5μmを順次施した。次いで、リードフレーム
固着用ホウケイ酸ガラス3を使用して酸化雰囲気中、4
80℃、10minの加熱で、リードフレームを固着さ
せて図1に示すセラミック回路基板を作製した。次に、
Ag箔4と半導体素子6とをAlワイヤボンディング5
で接合した。このワイヤ部5について引っ張り強度測定
を行なったところ、ボンディング引っ張り強度はいずれ
も良好であった。
【0056】次に、キャップ封止を酸化雰囲気中で43
0℃、10minの加熱で行った。
0℃、10minの加熱で行った。
【0057】上記封止の後、回路基板のキャップ1”を
取り外して、ボンディング引っ張り強度、配線抵抗を測
定したところ、いずれも良好な値であった。
取り外して、ボンディング引っ張り強度、配線抵抗を測
定したところ、いずれも良好な値であった。
【0058】実施例10(実験No.13〜16) (1)Cu導体2(無酸素銅箔:厚み150μm)の表
面の所定の箇所にCrメッキを5μm施し、その上にA
gメッキを5μm施した(実験No.13)。
面の所定の箇所にCrメッキを5μm施し、その上にA
gメッキを5μm施した(実験No.13)。
【0059】(2)Cu導体2(OMCL−1箔:厚み
50μm)の表面の所定の箇所にNiメッキを5μm、
Rhメッキを0.06μm施し、その上にAgメッキを
5μm施した(実験No.14)。
50μm)の表面の所定の箇所にNiメッキを5μm、
Rhメッキを0.06μm施し、その上にAgメッキを
5μm施した(実験No.14)。
【0060】(3)Cu導体2(OMCL−1箔:厚み
50μm)の表面の所定の箇所にNiメッキを5μm、
Ptメッキを0.2μm施し、その上にAgメッキを5
μm施した(実験No.15)。
50μm)の表面の所定の箇所にNiメッキを5μm、
Ptメッキを0.2μm施し、その上にAgメッキを5
μm施した(実験No.15)。
【0061】(4)Cu導体2(OMCL−1箔:厚み
50μm)の表面の所定の箇所にRhメッキを0.06
μm施し、その上にAgメッキを5μm施した(実験N
o.16)。
50μm)の表面の所定の箇所にRhメッキを0.06
μm施し、その上にAgメッキを5μm施した(実験N
o.16)。
【0062】(5)Cu導体2(OMCL−1箔:厚み
50μm)の表面の所定の箇所にPtメッキを0.2μ
m施し、その上にAgメッキを5μm施した(実験N
o.17)。
50μm)の表面の所定の箇所にPtメッキを0.2μ
m施し、その上にAgメッキを5μm施した(実験N
o.17)。
【0063】以上の処理を施した後、リードフレーム固
着用ホウケイ酸ガラス3を使用して酸化雰囲気中、48
0℃、10minの加熱で、リードフレームを固着させ
て図1に示すセラミック回路基板を作製した。次に、A
gメッキ4と半導体素子6とをAlワイヤボンディング
5で接合した。このワイヤ部5について引張り強度測定
を行ったところ、ボンディング引張り強度はいずれも良
好であった。
着用ホウケイ酸ガラス3を使用して酸化雰囲気中、48
0℃、10minの加熱で、リードフレームを固着させ
て図1に示すセラミック回路基板を作製した。次に、A
gメッキ4と半導体素子6とをAlワイヤボンディング
5で接合した。このワイヤ部5について引張り強度測定
を行ったところ、ボンディング引張り強度はいずれも良
好であった。
【0064】次に、キャップ封止を酸化雰囲気中で43
0℃、10minの加熱で行った。
0℃、10minの加熱で行った。
【0065】上記封止の後、回路基板のキャップ1”を
取り外して、ボンディング引張り強度、配線抵抗を測定
したところ、いずれも良好な値であった。
取り外して、ボンディング引張り強度、配線抵抗を測定
したところ、いずれも良好な値であった。
【0066】比較例1〜3、実施例1〜10の結果につ
いて以下表1にまとめた。
いて以下表1にまとめた。
【0067】(表中のNo.は実験No.を表わす。)
【0068】
【表1】
【0069】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明のセラミ
ック回路基板は、簡単に製造することができるにもかか
わらず、下記の顕著なる効果を奏しうるものである。
ック回路基板は、簡単に製造することができるにもかか
わらず、下記の顕著なる効果を奏しうるものである。
【0070】1.酸化雰囲気においても導体の主成分で
あるCuが酸化されないために、Cuを主成分とする導
体の機能の低下を効果的に防止しうる。
あるCuが酸化されないために、Cuを主成分とする導
体の機能の低下を効果的に防止しうる。
【0071】2.Agを主成分とする被膜部に、ワイヤ
ボンディングを行うとき或いはガラスによる封止を行う
とき、450℃以下の温度領域においても、ボンディン
グ部の接合強度及び電気抵抗値は好適な値であって、半
導体素子を搭載するセラミック回路基板として本発明の
ものは非常に有用である。
ボンディングを行うとき或いはガラスによる封止を行う
とき、450℃以下の温度領域においても、ボンディン
グ部の接合強度及び電気抵抗値は好適な値であって、半
導体素子を搭載するセラミック回路基板として本発明の
ものは非常に有用である。
【0072】3.Cuを主成分とする導体に直接ワイヤ
ボンディングした場合に生じていたCuとワイヤ成分、
例えばAlとの金属間化合物の発生を防止することがで
きる。このため、ボンディング部の接合強度の経時的低
下及び電気抵抗値の経時的上昇も起こり得ない。
ボンディングした場合に生じていたCuとワイヤ成分、
例えばAlとの金属間化合物の発生を防止することがで
きる。このため、ボンディング部の接合強度の経時的低
下及び電気抵抗値の経時的上昇も起こり得ない。
【図1】 本発明のセラミック回路基板の一具体例の要
部断面図である。
部断面図である。
【図2】 本発明のセラミック回路基板の一具体例の要
部断面図である。
部断面図である。
1 AlNセラミック基板 1’ AlN部材 1” AlN製キャップ 2 Cu導体 3,3’ 鉛ホウケイ酸ガラス 4 Ag被膜 5 金属ワイヤ 6 半導体素子 7 リードフレーム
Claims (1)
- 【請求項1】 Cuを主成分とする導体とセラミック体
とが接合してなるセラミック回路基板であって、前記導
体の表面上にAgを主成分とする被膜が施されてなるセ
ラミック回路基板。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5295642A JPH07153866A (ja) | 1993-10-04 | 1993-11-25 | セラミック回路基板 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5-247768 | 1993-10-04 | ||
JP24776893 | 1993-10-04 | ||
JP5295642A JPH07153866A (ja) | 1993-10-04 | 1993-11-25 | セラミック回路基板 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07153866A true JPH07153866A (ja) | 1995-06-16 |
Family
ID=26538409
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5295642A Pending JPH07153866A (ja) | 1993-10-04 | 1993-11-25 | セラミック回路基板 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07153866A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012128327A1 (ja) * | 2011-03-23 | 2012-09-27 | 日本発條株式会社 | 積層体、導電材料および積層体の製造方法 |
JPWO2015174462A1 (ja) * | 2014-05-16 | 2017-05-25 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 熱電変換素子及び熱電変換モジュール |
JP2017143246A (ja) * | 2015-12-22 | 2017-08-17 | ヘレウス ドイチェラント ゲーエムベーハー ウント カンパニー カーゲー | 厚膜ペーストを用いて改善された直接接合銅(direct−bonded copper)基板 |
-
1993
- 1993-11-25 JP JP5295642A patent/JPH07153866A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012128327A1 (ja) * | 2011-03-23 | 2012-09-27 | 日本発條株式会社 | 積層体、導電材料および積層体の製造方法 |
JP2012201890A (ja) * | 2011-03-23 | 2012-10-22 | Nhk Spring Co Ltd | 積層体、導電材料および積層体の製造方法 |
JPWO2015174462A1 (ja) * | 2014-05-16 | 2017-05-25 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 熱電変換素子及び熱電変換モジュール |
JP2017143246A (ja) * | 2015-12-22 | 2017-08-17 | ヘレウス ドイチェラント ゲーエムベーハー ウント カンパニー カーゲー | 厚膜ペーストを用いて改善された直接接合銅(direct−bonded copper)基板 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPS60257160A (ja) | 半導体装置 | |
JP3336741B2 (ja) | 金属薄膜積層セラミックス基板 | |
JPH07153866A (ja) | セラミック回路基板 | |
JPH01257356A (ja) | 半導体用リードフレーム | |
US4765528A (en) | Plating process for an electronic part | |
US3702787A (en) | Method of forming ohmic contact for semiconducting devices | |
JP2627509B2 (ja) | 導電層を有する電子部品 | |
JPH07193161A (ja) | 半導体実装基板用素子接合パッド | |
JP2000340596A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JP3409062B2 (ja) | セラミックスと金属との接合方法 | |
JP2831182B2 (ja) | 金の導電層を有する電子部品 | |
JPS6083356A (ja) | 半導体装置 | |
JPH0760882B2 (ja) | ろう付け方法 | |
JPS5948545B2 (ja) | 半導体装置用のリ−ド線 | |
JPS6041867B2 (ja) | 多金属層を有する電子部品 | |
JPS6196754A (ja) | ピン付き基板 | |
JP3622160B2 (ja) | セラミック基板およびその製造方法 | |
JPH01147087A (ja) | 銅タングステン合金のめっき前処理方法 | |
JPH04125955A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
JPH08330365A (ja) | 絶縁性の高いパルスヒートツールおよびその製造方法 | |
JPH0738421B2 (ja) | 半導体装置用パツケ−ジ | |
JPS6383291A (ja) | 金の導電層を有する電子部品 | |
JPS62183542A (ja) | 炭化珪素系セラミツクスの接合部材およびその製造方法 | |
JPH05129497A (ja) | A1めつきしたリードフレーム | |
JP2002362982A (ja) | 導電性セラミックと電極端子の接合構造およびその製造方法 |