JPH0760872B2 - 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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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
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- Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
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パッド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ッキ層25を形成
し、この上にワイヤボンディングしていた。
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パッド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ッキ層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、メッ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、メッ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、バイブリッド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。
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。
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。
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、バイブリッド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をその
要旨とするものである。
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をその
要旨とするものである。
第1の発明は、バイブリッド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。
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。その結果、第1の発明の半
導体装置が製造される。
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。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。
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。
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
属粉末よりも粒径が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。
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
属粉末よりも粒径が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800〜1000℃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
得にくく、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。
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800〜1000℃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
得にくく、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。
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。
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
1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厚
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。
1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厚
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、ワイヤボンディング用
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%、Pd;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、L1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;1
00%)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L2)では、不良発生率を極めて小さくでき
た。
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%、Pd;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、L1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;1
00%)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L2)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が小
さい場合には、基板1とのガラス接合についてはその接
合面積が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1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
合面積が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1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(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(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(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(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(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(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、ハイブリッド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ィング用
厚膜導体5が配置される。
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ィング用
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
にアルミパットの形成やメッ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
にアルミパットの形成やメッ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Ag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。
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Ag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、ハイブリッド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)。
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、ハイブリッド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。
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
ンディングを施す(第5工程)。
ンディングを施す(第5工程)。
その結果、第1図で示した半導体装置が製造される。
〔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11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11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)。
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11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11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1を
850℃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。
850℃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)。
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、12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。
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、12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。
───────────────────────────────────────────────────── 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 H01L 23/12 W
Claims (4)
- 【請求項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。 - 【請求項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。 - 【請求項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。 - 【請求項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 JPH04125955A (ja) | 1992-04-27 |
JPH0760872B2 true 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) |
Families Citing this family (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 |
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 |
-
1990
- 1990-09-17 JP JP2248503A patent/JPH0760872B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04125955A (ja) | 1992-04-27 |
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