JPH11186681A

JPH11186681A - 電子部品搭載基板

Info

Publication number: JPH11186681A
Application number: JP35599097A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Makino; 洋一牧野; Akihiro Sakanoue; 聡浩坂ノ上
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1997-12-25
Filing date: 1997-12-25
Publication date: 1999-07-09
Anticipated expiration: 2017-12-25
Also published as: JP3493298B2

Abstract

(57)【要約】【課題】Ａｇ系の導体とＡｕ系導体との直接の重ね合
わせても、安定して接続することができるとともに、Ａ
ｇの移行距離を最小にすることができる電子部品搭載基
板を提供することにある。【解決手段】ガラス−セラミックから成る基体１の表
面に、Ａｕ系導体からなる第１表面配線導体膜２１の一
部にＡｇ系導体からなる第２表面配線導体膜２２が接合
した表面配線を一体的に焼き付けし、電子部品５を接続
して成る電子部品搭載基板である。前記第１表面配線導
体２１と第２表面配線導体２２との重ね合わせ部ｙは、
表面配線導体膜２１の延在方向に約１５０μｍ以上の長
さで、且つ第２表面配線導体膜２２の厚みが第１表面配
線導体膜２１の厚みの１．５倍以上に設定するととも
に、第１表面配線導体膜２１の該重ね合わせ部ｙと電子
部品５との接続部分ｘとの間隔が１５０〜３００μｍに
設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガラスセラミック
材料を用いて、低温、例えば８００〜１０５０℃で焼成
可能な回路基板の表面に所定電子部品を搭載した電子部
品搭載基板に関するものである。

【０００２】

【従来技術】ガラスセラミック材料を用いた回路基体
（単層又は、多層構造）は、８００〜１０５０℃で焼成
することができることから、内部や表面に低抵抗の導体
材料（低融点金属材料）であるＡｕ、Ａｇ、Ｃｕを主成
分として導体材料を用いて、一体的に焼成できるという
利点がある。

【０００３】これにより、回路基板の低コスト化が可能
となる。また、低抵抗の導体材料の配線導体により、回
路の高速化、高周波化に対応しやすくなる。

【０００４】上述の低温で焼成可能な基体材料は、低融
点結晶化ガラス成分とセラミックなどの無機物フィラー
とから構成される。この低融点結晶化ガラス成分は、焼
成によって、コージェライト、ムライト、アノートサイ
ト、セルジアン、スピネル、ガーナイト、ウイレマイ
ト、ドロマイト、ペタライト、オオスミライト及びその
置換誘電体等の所定結晶相のうち少なくとも１種類を析
出し得るものである。

【０００５】無機物フィラーは、クリストバライト、石
英、コランダム（αアルミナ）等が例示できる。

【０００６】また、導体材料は、Ａｇ粉末、Ｃｕ粉末、
Ａｕ粉末等の低抵抗材料を主体とし、ガラスフリット、
有機ビヒクルを混練した導電性ペーストによって形成さ
れている。

【０００７】ここで、Ａｕの導体膜は、導電性に優れ、
化学的にも安定で、且つ基板との接着性も良く、特に、
電子部品とＡｌやＡｕのワイヤーを用いて安定的に接続
でき、特に耐候性に優れているが、非常に高価であると
いう難点がある。また、Ｃｕ導体は主成分のＣｕ粉末は
安価で導電性にも優れるが、還元雰囲気での焼成が必要
となるため焼成工程が高価になる。さらに、Ａｇはマイ
グレーションをおこしやすいという問題があるものの、
導電性に優れ、基体との接着性も良く、耐久性にも優
れ、且つ主成分のＡｇ粉末は比較的安価で焼成も大気中
で行うことができ、基体の焼成条件と簡単に合致させる
ことができるという利点を有する。尚、Ａｇのマイグレ
ーションに対しては、Ａｇ−ＰｄなどのＡｇ系材料を用
いたり、また、マイグレシーョンが発生しないように、
構造的に離したりすることにより、解決していた。

【０００８】このように内部配線導体や表面配線導体膜
にＡｇ系を用いた多層回路基板において、例えば、多層
回路基板の表面にＩＣチップや弾性表面波装置などの電
子部品素子を搭載し、特に、ボンディング細線によって
電気的な接続するにあたり、ボンディング細線の材料で
あるＡｕやＡｌなどとＡｇ系材料の表面配線導体膜とが
安定して接合することができないという問題点があっ
た。

【０００９】このボンディング細線性の向上のために、
表面配線導体をＡｕ系導体からなる導体膜で構成するこ
とが考えられるが、これでは非常に高価なものとなって
しまう。そこで、表面配線導体として、２種類の導体材
料、即ち、主にボンディング細線によって電気的な接続
するためのＡｕ系導体からなる第１表面配線導体膜と、
主に配線パターンを構成する安価なＡｇ系導体からなる
第２表面配線導体膜とで構成することが考えられる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のように
表面配線導体にＡｕ系導体からなる第１表面配線導体膜
とＡｇ系導体からなる第２表面配線導体膜とを有する場
合には、所定回路配線を達成するために、両者を接続し
なくてはならない。

【００１１】具体的には、Ａｕ系導体からなる第１表面
配線導体膜上の一部に、Ａｇ系導体からなる第２表面配
線導体膜を重ね合わせる構造が必要となる。

【００１２】このような、Ａｕ系導体からなる第１表面
配線導体膜とＡｇ系導体からなる第２表面配線導体膜と
を同時に焼成形成すると、上述の重ね合わせ部で、Ａｇ
粒子の移行（拡散）問題が発生してしまう。この移行が
発生してしまうと、Ａｕ系導体からなる第１表面配線導
体膜とＡｇ系導体からなる第２表面配線導体膜との接合
が弱くなったり、また、Ａｇ粒子がＡｕ系導体膜に拡散
して、ボンディングワイヤの接続部分にまで達すると、
ボンディングワイヤによる接合ができないという問題が
あった。

【００１３】このＡｇの移行を抑えるために、従来で
は、Ａｕ系導体からなる第１表面配線導体膜とＡｇ系導
体からなる第２表面配線導体膜との界面部分に、Niなど
のメッキ層を介在させて、Ａｇ粒子のＡｕ系導体膜への
移行を防止し、接続信頼性を維持していた（特開平６２
−２７９６９５号）。

【００１４】しかし、このような構造では、導電性ペー
ストの印刷、焼き付けという厚膜技法とは全く異質なメ
ッキ処理を行う必要があり、生産性が非常に低いものと
なってしまう。

【００１５】また、Ａｕ系導体からなる第１表面配線導
体膜とＡｇ系導体からなる第２表面配線導体膜どを直接
を接続する場合には、Ａｕ系導体からなる第１表面配線
導体膜の少なくともＡｇ粒子の移行距離を考慮して、重
ね合わせ部のエッヂからボンディングワイヤの接続部に
までの間の間隔を３００〜５００μｍ以上離していた。

【００１６】本発明は、上述の問題に鑑みて案出された
ものであり、その目的は、Ａｇ系の導体とＡｕ系導体と
の直接の重ね合わせを行っても、安定した接続が達成で
きるとともに、Ａｇの移行距離を最小にすることがで
き、もって、小型化が可能な電子部品搭載基板を提供す
ることにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、ガラス
−セラミックから成る基体の表面に、Ａｕ系導体からな
る第１表面配線導体膜を被着し、該第１表面配線導体膜
の一部にＡｇ系導体からなる第２表面配線導体膜を重ね
合わせて被着して一体的に焼き付けた表面配線を形成す
るとともに、前記第１表面配線導体膜に電子部品を電気
的に接続して成る電子部品搭載基板において、前記第１
表面配線導体と第２表面配線導体とは、第１表面配線導
体膜の延在方向に約１５０μｍ以上の長さで重ね合わさ
れ、前記第２表面配線導体膜の厚みは第１表面配線導体
膜の厚みの１．５倍以上であり、且つ第１表面配線導体
膜と第１表面配線導体膜の重ね合わせのエッヂ部から電
子部品の接続部分までの間隔が１５０〜３００μｍであ
ることを特徴とする電子部品搭載基板である。

【００１８】

【作用】本発明において、電子部品を搭載する回路基板
は、基体の材料がガラス−セラミック材料からなるた
め、基体、Ａｇ導体及びＡｕ系導体とを低温で一体的に
焼成することができる。

【００１９】また、表面配線導体が、厚膜技法によって
形成されたＡｕ系導体からなる第１表面配線導体膜とＡ
ｇ系導体からなる第２表面配線導体膜とで構成されてお
り、その間には、メッキ処理工程が不要であるため、製
造工程が煩雑することが一切ない。

【００２０】また、Ａｕ系導体からなる第１表面配線導
体膜の一部にＡｇ系導体からなる第２表面配線導体膜が
重ね合わされ、この重ね合わせ部分の厚みにおいて、Ａ
ｇ系導体からなる第２表面配線導体膜の厚み（図２
（ａ）のｔ₂）がＡｕ系導体からなる第１表面配線導体
膜の厚み（図２（ａ）のｔ₁）の１．５倍以上となって
いる。このため、Ａｇ粒子がＡｕ系導体からなる第１表
面配線導体膜に移行しても、重ね合わされた部分の接合
強度が大きく劣化しない。逆にＡｇ系導体からなる第２
表面配線導体膜上にＡｕ系導体からなる第１表面配線導
体膜を被着した場合には、Ａｇ粒子の移行により、Ａｕ
系導体からなる第１表面配線導体膜が浮いた状態となっ
てしまう。この点、本発明のようにＡｕ系導体からなる
第１表面配線導体膜上にＡｇ系導体からなる第２表面配
線導体膜を被着した場合には、Ａｇ系導体からなる第２
表面配線導体膜が浮いた状態とならないためである。

【００２１】また、前記第１表面配線導体と第２表面配
線導体との重ね合わせ部分の長さ（図２（ａ）のΔｌ
は、第１表面配線導体膜の延在方向に約１５０μｍ以上
としている。重ね合わせ部分の長さΔｌが１５０μｍ以
上であるため、Ａｇ系粒子の移行が発生しても、安定し
た接合強度が維持できる。また、一般に、重ね合わせ部
分の長さΔｌが長くなれば、Ａｇの移行距離が増加して
好ましくないように思えるが、実際には、約１５０μｍ
以上であっも、Ａｇの拡散距離は延びないことを知見し
た。尚、重ね合わせ部分の長さΔｌが１５０μｍ未満、
例えば、１００μｍでは、Ａｕ系導体からなる第１表面
配線導体膜上のＡｇ系導体からなる第２表面配線導体膜
の重ね合わせ部分の界面のみならず、Ａｕ系導体からな
る第１表面配線導体膜の側部を覆うＡｇ系導体からなる
第２表面配線導体膜からＡｇ粒子が拡散してしまい、移
行距離が著しく延びてしまう。

【００２２】従って、両表面配線導体膜の重ほ合わせ部
分（図２（ａ）のｙ）のエッヂと電子部品との接続部分
（図２（ａ）のｘ）との間隔（図２のΔｘ）は、この拡
散距離によって決定されるものであり、重ね合わせ部長
さ１５０μｍ以上とすることで、移行距離を極小化する
ことができる。しかし、重ね合わせ部分の長さΔｌを無
限大と想定すると、回路基板の小型化が達成できない。

【００２３】この回路基板を従来の回路基板に比較して
充分に小型化すること考慮した場合、両表面配線導体膜
の重ね合わせ部分のエッヂと電子部品との接続部との間
隔Δｘを３００μｍ以下とする。

【００２４】以上のことから、電子部品がボンディング
ワイヤによって接続する第１表面配線導体膜及び第２表
面配線導体膜とを総合的に考えると、前記第１表面配線
導体と第２表面配線導体との重ね合わせ部ｙは、第１表
面配線導体膜の延在方向に約１５０μｍ以上の重ね合わ
せ部の長さΔｌで、該第２表面配線導体膜の厚みｔ₂を
第１表面配線導体膜の厚みｔ₁の１．５倍以上に設定す
るとともに、重ね合わせ部ｙと電子部品との接続部分ｘ
との間隔Δｘを１５０〜３００μｍ以内に設定すること
により、安定接合した重ね合わせ部ｙ、信頼性の高いボ
ンディングワイヤの接続が可能で、且つ基板の小型化が
達成される。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の電子部品搭載基板
を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係る電子
部品搭載基板の断面図であり、図２は第１表面配線導体
膜の周囲部分の平面図である。

【００２６】図１において、１０は回路基板であり、１
は基体（以下、積層体という）、２１はＡｕ系導体から
なる第１表面配線導体膜、２２はＡｇ系導体からなる第
２表面配線導体膜、３は内部配線導体膜、４はビアホー
ル導体であり、５は積層体１に搭載し、ボンディングワ
イヤＷによって接続される電子部品である。尚、６は、
第１表面配線導体膜２１や第２表面配線導体膜２２に半
田などによって接続される電子部品である。

【００２７】積層体１は、ガラス−セラミック材料から
なる誘電体層１ａ〜１ｅであり、誘電体層１ａ〜１ｅの
各層間には、所定回路網を達成する配線パターンや容量
成分を発生する容量電極や所定インダクタンス成分を形
成するストリップライン、シールドやグランドしたりす
るグランド導体膜などの内部配線導体膜３が配置されて
いる。また、誘電体層１ａ〜１ｅには、その層の厚み方
向を貫くビアホール導体４が形成されている。例えば、
誘電体層１ｂ〜１ｄに形成されるビアホール導体４は、
主に、内部配線導体膜３どうしを接続するものであり、
誘電体層１ａ、１ｃに形成されるビアホール導体４は、
主に、内部配線導体膜３とＡｇ系導体からなる第２表面
配線導体膜２２とを接続するものである。

【００２８】この積層体１を構成する誘電体層１ａ〜１
ｅは、例えば８５０〜１０５０℃前後の比較的低い温度
で焼成可能にするガラス−セラミック材料からなる。具
体的なセラミック材料としては、クリストバライト、石
英、コランダム（αアルミナ）、ムライト、コージライ
トなどが例示できる。また、ガラス材料として複数の金
属酸化物を含むガラスフリットを焼成処理することによ
って、コージェライト、ムライト、アノーサイト、セル
ジアン、スピネル、ガーナイト、ウイレマイト、ドロマ
イト、ペタライトやその置換誘導体の結晶を少なくとも
１種類を析出するものである。そして、焼結終了状態に
おいては、セラミック粉末の界面部分にガラス成分が充
填されるように形成されている。尚、誘電体層の厚み
は、例えば１００〜３００μｍ程度である。

【００２９】内部配線導体膜３、ビアホール導体４は、
Ａｇ系（Ａｇ単体、Ａｇ−ＰｄなどのＡｇ合金）など導
体膜（導体）からなり、内部配線導体膜３の厚みは８〜
１５μｍ程度であり、ヒ゛アホール導体４の直径は任意な値
とすることができるが、例えば直径は８０〜２５０μ
ｍである。

【００３０】また、積層体１の表面には、２種類の表面
配線導体膜２１、２２が形成されている。第１表面配線
導体膜２１は、Ａｕ系（Ａｕ単体、Ａｕ−Ｐｄ、Ａｕ−
ＰｔなどのＡｕ合金）導体膜からなる。第２表面配線導
体膜２２は、Ａｇ系（Ａｇ単体、Ａｇ−ＰｔなどのＡｇ
合金）導体膜からなる。

【００３１】第１表面配線導体膜２１は、主に、ボンデ
ィングワイヤによって電気的に接続される電子部品５、
例えば、ＩＣチップや弾性表面波装置のボンディングパ
ッドとして用いられる。

【００３２】第２表面配線導体膜２２は、主に表面の回
路配線を構成するとともに、半田を介して接合される電
子部品６の接続パッドとなったり、また、厚膜抵抗膜、
厚膜コンデンサ素子の端子電極となる。特に、内部配線
導体膜３との接続において、この第２表面配線導体膜２
２は誘電体層１ａから露出するビアホール導体４に重ね
合わせする。

【００３３】積層体１の表面において、第１表面配線導
体膜２１と第２表面配線導体膜２２との重ね合わせ部ｙ
の構造は、図２（ａ）（ｂ）に示すように、Ａｕ系導体
からなる第１表面配線導体膜２１の一部に、第２表面配
線導体膜２２が直接重ね合わされて、両者の接合が達成
される。

【００３４】ここで、第２表面配線導体膜２２の膜厚ｔ
₂は、２５μｍ以上であり、第１表面配線導体膜の膜厚
ｔ₁は１０〜１５μｍ程度である。尚、第２表面配線導
体膜２２の膜厚さ₂は、少なくとも第１表面配線導体膜
２１との重ね合わせ部ｙまたはその周囲の膜厚であり、
重ね合わせ部ｙ以外の部位では、１０〜１５μｍ程度と
Ａｕ系導体からなる第１表面配線導体膜２１と同一の厚
みとしても構わない。

【００３５】このような重ね合わせ部ｙは、第１表面配
線導体膜２１となるＡｕ系導電性ペーストを未焼成状態
の積層体１の表面に印刷・乾燥した後、第２表面配線導
体膜２となるＡｇ系導電性ペーストを用いて、第１表面
配線導体膜２１となる導体膜上に一部が重ね合わせする
ように印刷・後乾燥し、積層体１とともに、第１表面配
線導体膜２１となる導体膜、第２表面配線導体膜２２と
なる導体膜を同時に焼成することにより形成することが
できる。

【００３６】電子部品５は、ＩＣチップ、ＳＡＷフィル
タ、ＳＡＷ共振器などの弾性表面波装置であり、積層体
１の表面に機械的に固定した後、電子部品５の入出力電
極と第１表面配線導体膜２１との間をボンディングワイ
ヤＷによって電気的に接続するものである。

【００３７】電子部品６は、半田などによって第１表面
配線導体膜２１や第２表面配線導体膜２２に接続される
電子部品であり、例えばチップコンデンサ、チップ抵
抗、コイルなどの受動部品やトランジスタ、発振部品な
どの能動部品などが例示できる。

【００３８】次に、上述の電子部品搭載基板の製造方法
を説明する。

【００３９】まず、誘電体層１ａ〜１ｅとなるガラス−
セラミック材料から成るグリーンシートを形成する。具
体的には、アルミナセラミック粉末、低融点ガラス成分
のフリット、有機バインダ、有機溶剤を均質混練したス
ラリーを、ドクターブレード法によって所定厚みにテー
プ成形して、所定大きさに切断してシートを作成する。

【００４０】セラミック粉末は、平均粒径１．０〜６．
０μｍ、好ましくは１．５〜４．０μｍに粉砕したもの
を用いる。尚、セラミック材料は２種以上混合して用い
られてもよい。低融点ガラス成分のフリットは、焼成処
理することによってコージェライト、ムライト、アノー
サイト、セルジアン、スピネル、ガーナイト、ウイレマ
イト、ドロマイト、ペタライトやその置換誘導体の結晶
やスピネル構造の結晶相を析出するものであればよく、
例えば、Ｂ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＺｎＯ、ア
ルカリ土類酸化物を含むガラスフリットが挙げられる。
このようなガラスフリットは、ガラス化範囲が広くまた
屈伏点が６００〜８００℃付近にあるため、８５０〜１
０５０℃程度の低温焼成に適し、Ａｇ系内部配線導体
３、ビアホール導体４、Ａｕ系導体からなる第１表面配
線導体膜２１、Ａｇ系導体からなる第２表面配線導体膜
２２となる導体膜との焼結挙動が近似している。尚、こ
のガラスフリットの平均粒径は、１．０〜６．０μｍ、
１．５〜３．５μｍである。また、上述のセラミック材
料とガラス材料との構成比率は、８５０〜１０５０℃の
比較的低温で焼成するために、セラミック材料が１０〜
６０ｗｔ％、好ましくは３０〜５０ｗｔ％であり、ガラ
ス材料が９０〜４０ｗｔ％、好ましくは７０〜５０ｗｔ
％である。有機バインダは、固形分（セラミック粉末、
低融点ガラス成分のフリット）との濡れ性も重視する必
要があり、比較的低温で且つ短時間の焼成工程で焼失で
きるように熱分解性に優れたものが好ましく、アクリル
酸もしくはメタクリル酸系重合体のようなカルボキシル
基、アルコール性水酸基を備えたエチレン性不飽和化合
物が好ましい。溶剤として、有機系溶剤、水系溶剤を用
いることができる。例えば、有機溶剤の場合には、2.2.
4-トリメチル-1. 3-ペンタンジオールモノイソベンチー
トなどが用いられ、水系溶剤の場合には、水溶性である
必要があり、モノマー及びバインダには、親水性の官能
基、例えばカルボキシル基が付加されている。その付加
量は酸価で表せば２〜３００であり、好ましくは５〜２
００である。付加量が少ない場合は水への溶解性、固定
成分の粉末の分散性が悪くなり、多い場合は熱分解性が
悪くなるため、付加量は、水への溶解性、分散性、熱分
解性を考慮して、上述の範囲で適宜付加される。

【００４１】次に、誘電体層１ａ〜１ｅとなるグリーン
シートには、各層のビアホール導体４の形成位置に対応
して、所定径の貫通穴をパンチングによって形成する。

【００４２】次に、グリーンシートの貫通穴に、ビアホ
ール導体４となるＡｇ系導体をＡｇ系導電性ペーストの
印刷により充填するとともに、誘電体層１ｂ〜１ｅとな
るグリーンシート上に、各内部配線導体３となる導体膜
をＡｇ系導電性ペーストの印刷印刷し、乾燥処理を行
う。

【００４３】ここで、ビアホール導体４となる導体、内
部配線導体３となる導体はＡｇ系導電性ペーストを用い
て形成される。このＡｇ系導電性ペーストは、Ａｇ系
（Ａｇ単体、Ａｇ−ＰｄなどのＡｇ合金）粉末、ホウ珪
酸系低融点ガラスフリット、エチルセルロースなどの有
機バインダー、溶剤を均質混合したものが用いられる。

【００４４】また、誘電体層１ａなるグリーンシート上
に、第１表面配線導体膜２１となる導体膜を表面配線用
のＡｕ系導電性ペーストを用いて印刷し、乾燥処理を行
い、続いて、第２表面配線導体膜２２となる導体膜を表
面配線用のＡｇ系導電性ペーストを用いて印刷し、乾燥
処理を行う。両者の接続部、即ち、第１表面配線導体膜
２１となる導体膜上に、第２表面配線導体膜２２となる
導体膜が直接重ね合わされて成る接続部（重ね合わせ
部）ｙにおいて、第２表面配線導体膜２２となる導体膜
の厚みｔ₂を、第１表面配線導体膜２１となる導体膜の
厚みｔ₁の１．５以上にしなくてはならない。このた
め、この重ね合わせ部ｙにおいて、第２表面配線導体膜
２２となる導体膜を印刷した回数の1.5 倍以上の回数を
施して、第２表面配線導体膜２２となる導体膜の厚みｔ
₂が第１表面配線導体膜の厚みｔ₁の1.5 倍以上となる
ように印刷を行う。

【００４５】ここで、Ａｇ系導体からなる第２表面配線
導体膜２２を形成するためのＡｇ系導電性ペーストは、
Ａｇ系（Ａｇ単体、Ａｇ−ＰｔなどのＡｇ合金）粉末、
Ｐｔ粉末、ガラス粉末成分（以下、基板材料のガラス成
分と混同を避けるために無機バインダーという）、有機
バインダ、溶剤を均質混合したものが用いられる。ま
た、Ａｕ系導体からなる第１表面配線導体膜２１を形成
するためのＡｕ系導電性ペーストは、Ａｕ系（Ａｕ単
体、Ａｕ−Ｐｄ、Ａｕ−ＰｔなどのＡｕ合金）粉末、無
機バインダ（以下、基板材料のガラス成分と混同を避け
るために無機バインダーという）、有機バインダ、溶剤
を均質混合したものが用いられる。

【００４６】尚、Ａｕ系導体からなる第１表面配線導体
膜２１、Ａｇ系導体からなる第２表面配線導体膜２２を
形成する導電性ペーストには、積層体１とのアンカー効
果のために接続強度を向上させるために、Ｖ₂Ｏ₅粉末
を各金属成分１００重量部に対して、０．２〜１．０ｗ
ｔ％添加すると、積層体１との接着強度が向上して望ま
しい。

【００４７】このようにして内部配線導体３、ビアホー
ル導体４を有する誘電体層１ｂ〜１ｅとなるグリーンシ
ート及びＡｕ系導体からなる第１表面配線導体膜２１と
なる導体膜、Ａｇ系導体からなる第２表面配線導体膜２
２となる導体膜を有する誘電体層１ａとなるグリーンシ
ートを、積層体１の誘電体層１ａ〜１ｅの積層順に応じ
て積層一体化する。

【００４８】次に、未焼成の積層体を、酸化性雰囲気ま
たは大気雰囲気で焼成処理する。焼成処理は、脱バイン
ダ過程と焼結過程からなる。

【００４９】脱バインダ過程は、誘電体層１ａ〜１ｅと
なるグリーンシート、内部配線導体３となる導体膜、ビ
アホール導体４となる導体、第１表面配線導体膜２１と
なる導体膜、第２表面配線導体膜２２となる導体膜に含
まれる有機成分を焼失するためのものであり、例えば５
８０℃以下の温度領域で行われる。

【００５０】また、焼結過程は、グリーンシートのガラ
ス成分を結晶化させると同時にセラミック粉末の粒界に
均一に分散させ、積層体に一定強度を与え、内部配線導
体３となる導体膜、ビアホール導体４となる導体、表面
配線導体膜２１、２２となる導体膜の導電材料の金属粉
末、ＡｇまたはＡｕ粉末を粒成長させて、低抵抗化さ
せ、誘電体層１ａ〜１ｅと一体化させるものである。こ
れは、ピーク温度８５０〜１０５０℃に達するまでに行
われる。

【００５１】この工程で、内部に内部配線導体３、ビア
ホール導体４が形成され、且つ表面に表面配線導体膜２
１、２２が形成された積層体１が達成されることにな
る。

【００５２】所定形状の絶縁保護膜を形成して、各種電
子部品６を半田などで接合・実装を行う。さらに、第１
表面配線導体膜２１上にＩＣチップなどの電子部品５を
搭載して、第１表面配線導体膜２１との間にＡｌ又はＡ
ｕのボンディング細線Ｗを介して、ワイヤボンディング
接合を行う。

【００５３】これにより、図１に示す電子部品搭載基板
が達成することになる。

【００５４】本発明のＡｕ系導体からなる第１表面配線
導体膜２１とＡｇ系導体からなる第２表面配線導体膜２
２との重ね合わせ部ｙで重要なことは、第１に、Ａｕ系
導体からなる第１表面配線導体膜２１上にＡｇ系導体か
らなる第２表面配線導体膜２２が重ね合わされているこ
とである。

【００５５】第２に、第１表面配線導体膜２１と第２表
面配線導体膜２２との重ね合わせ部ｙは、第１表面配線
導体膜２１の延在方向に約１５０μｍ以上の長さΔｌで
重ね合わされていることである。

【００５６】第３に、重ね合わせ部ｙのＡｇ系導体から
なる第２表面配線導体膜２２の厚みｔ₂が第１表面配線
導体膜２１の厚みｔ₁の１．５倍以上に設定することで
ある。

【００５７】第４に、第１表面配線導体膜２１と第２表
面配線導体膜２２との重ね合わせ部ｙのエッヂと、電子
部品５から延びるボンディングワイヤＷとの接続部分ｘ
との間隔Δｘが１５０〜３００μｍ以内に設定されてい
ることである。

【００５８】第１表面配線導体膜２１上に第２表面配線
導体膜２２が直接重ね合わされてなる構造では、焼成処
理により、Ａｇ系導体からなる第２表面配線導体膜２２
のＡｇ粒子がＡｕ系導体からなる第１表面配線導体膜２
１に拡散（Ａｇの移行）が発生する。

【００５９】この時、積層体１の表面に、Ａｕ系導体か
らなる第１表面配線導体膜２１上に所定厚みさのＡｇ系
導体からなる第２表面配線導体膜２２を重ね合わせ、且
つ重ね合わせ部ｙの長さΔｌを所定値に設定すると、Ａ
ｇ粒子の移行距離を有効に抑えることができ、重ね合わ
せ部ｙでの安定接合に維持でき、ディングワイヤＷの接
合不良を有効に抑えることができる。

【００６０】ここで、例えば、積層体１の表面にＡｇ系
導体からなる表面配線導体膜を形成し、その上にＡｕ系
導体表面配線導体膜を重ね合わせた構造（本発明と逆の
構造）では、Ａｇ系導体、Ａｕ系導体の厚みにかかわら
ず、Ａｕ系導体からなる表面配線導体膜が浮いた状態に
となり、接合強度を大きく低下してしまう。例えば、約
０．５ｋｇｆ／２ｍｍ角の力で簡単に剥離してしまう。

【００６１】従って、重ね合わせ部ｙは、接合強度の維
持のために、Ａｕ系導体からなる第１表面配線導体膜２
１上にＡｇ系導体からなる第２表面配線導体膜２２を形
成することが重要である。

【００６２】次に、重ね合わせ部ｙの厚みに関しても、
Ａｇ系導体からなる第２表面配線導体膜２２の厚みｔ₂
を、Ａｕ系導体からなる第１表面配線導体膜２１の厚み
ｔ₁に比較して１．５倍以上としている。これも、Ａｇ
粒子の移行が発生しても、安定した電気的な接続と強固
な接合強度を達成するものであり、１．５倍未満では、
電気的な接続が不安定になり、しかも、約０．５ｋｇｆ
／２ｍｍ角の力で簡単に剥離してしまう。

【００６３】次に、第１表面配線導体膜２１と第２表面
配線導体膜２２との重ね合わせ部ｙにおける第１表面配
線導体膜２１の延在方向の重ね合わせ部ｙの長さΔｌに
ついて検討した。

【００６４】この重ね合わせ部ｙの長さΔｌは、Ａｇの
移行距離を大きな関係がある。これより、ボンディング
ワイヤＷの接続部ｘと重ね合わせ部ｙとの間隔Δｘを大
きく左右する。

【００６５】本発明者が種々実験した結果、重ね合わせ
部ｙの長さΔｌと移行距離には、単純な比例関係はない
ことを知見した。即ち、重ね合わせ部ｙの長さΔｌを１
００μｍ〜３００μｍと変化させると、図３のような双
曲線のような特性を示す。

【００６６】図３に示すように、重ね合わせ部ｙの長さ
Δｌが１００μｍの場合には、Ａｇ粒子の移行距離が約
２２５μｍとなり、重ね合わせ部ｙの長さΔｌが１５０
μｍの場合には、Ａｇ粒子の移行距離が約１７５μｍと
なり、重ね合わせ部ｙの長さΔｌが２００μｍの場合に
は、Ａｇ粒子の移行距離が約１５０μｍとなり、重ね合
わせ部ｙの長さΔｌが３００μｍの場合には、Ａｇ粒子
の移行距離が約１７５μｍとなる。

【００６７】以上のように、重ね合わせ部ｙの長さΔｌ
が１００μｍ未満では、約２２５μｍものＡｇの移行が
発生し、重ね合わせ部ｙの長さΔｌが１００μｍ〜１５
０μｍと長くなると極端に減少傾向を示し、１５０μｍ
以上となってもＡｇの移行距離は極端に悪化することは
ない。

【００６８】この重ね合わせ部ｙの長さΔｌが１５０μ
ｍ未満、特に、１００μｍ未満となると、図２に示す重
ね合わせ部ｙの側面からのＡｇ系粒子の移行（矢印ｖ）
が大きく影響するためと考えられる。

【００６９】以上のように、Ａｕ系導体からなる第１表
面配線導体膜２１とＡｇ系導体からなる第２表面配線導
体膜２との重ね合わせ部ｙの長さΔｌを１５０μｍ以上
とし、さらに、Ａｕ系導体からなる第１表面配線導体膜
２１における電子部品５のボンディングワイヤＷとの接
続部ｘとＡｇ系導体からなる第２表面配線導体膜２２と
の重ね合わせ部ｙの間隔Δｘを１５０〜３００μｍと設
定することにより、Ａｇ系導体からなる第２表面配線導
体膜２２からＡｕ系導体からなる第１表面配線導体膜２
１にＡｇ粒子の移行が発生しても、少なくともボンディ
ングワイヤＷの接合性を劣化させることが一切なく、こ
の間隔Δｘを近接配置することができるため、非常に小
型化した電子部品搭載基板となる。

【００７０】

【実験例】本発明者は、積層体１の表面におけるＡｇ系
の第１表面配線導体膜２２とＡｕ系の表面配線導体膜２
１との構造及びその重ね合わせ部ｙの長さΔｌを種々の
変更による検討を行った。

【００７１】参考例として、積層体１の表面にＡｇ系の
表面配線導体膜となる導体膜を形成し、その上面にＡｕ
系の表面配線導体膜となる導体膜を形成して、大気雰囲
気中で同時焼成した。即ち、本発明の重ね合わせ部ｙの
構造と比較して第１表面配線導体膜２１と第２表面配線
導体膜２２とが逆構造となっている。即ち、ビアホール
導体４にＡｕ系の表面配線導体膜２１が重ね合わされた
ことを想定した構造である。この場合、Ａｕ系導体から
なる第１表面配線導体膜が浮き上がった状態の接合界面
となり、その重ね合わせ部分の引っ張り強度が0.5kgf/2
mm□を下回ってしまう。

【００７２】次に、重ね合わせ部ｙの構造をＡｕ系の第
１表面配線導体膜２１、Ａｇ系の第２表面配線導体膜２
２の順に形成した。尚、Ａｇ系導体からなる第２表面配
線導体膜２２の幅を、若干、Ａｕ系導体からなる第１表
面配線導体膜２１の幅よりも若干大きくするようにし
た。そして、重ね合わせ部ｙの長さΔｌを、第１表面配
線導体膜２１の延出方向に種々変更（１００ μｍ、１
５０μｍ、２００μｍ、３００μｍ）した。

【００７３】第１表面配線導体膜２１と第２表面配線導
体膜２２の重ね合わせ部ｙの長さΔｌが１００μｍの時
には、実際のＡｇ拡散距離２２５μｍとなる。従って、
Ａｕ系導体からなる第１表面配線導体膜２１とＡｇ系導
体からなる第２表面配線導体膜２２とを重ね合わせ部ｙ
の長さΔｌと安定したボンディングワイヤＷを達成させ
るために要する長さ（Ａｇ拡散距離以上の間隔Δｘとす
る）との総和が３２５μｍ以上必要となる。

【００７４】第１表面配線導体膜２１と第２表面配線導
体膜２２の重ね合わせ部ｙの長さΔｌが１５０μｍの時
には、Ａｇ拡散距離１７５μｍとなり、重ね合わせ部ｙ
及び安定したボンディングワイヤＷを達成させるために
要する長さは３２５μｍとなる。

【００７５】第１表面配線導体膜２１と第２表面配線導
体膜２２の重ね合わせ部ｙの長さΔｌが２００μｍの時
には、Ａｇ拡散距離１５０μｍとなり、重ね合わせ部ｙ
及び安定したボンディングワイヤＷを達成させるために
要する長さは３５０μｍとなる。

【００７６】第１表面配線導体膜２１と第２表面配線導
体膜２２の重ね合わせ部ｙの長さΔｌが３００μｍの時
には、Ａｇ拡散距離１７５μｍとなり、重ね合わせ部ｙ
及び安定したボンディングワイヤＷを達成させるために
要する長さは４７５μｍとなる。

【００７７】以上のように、ボンディングワイヤＷとの
接続部ｘと重ね合わせ部ｙとの間隔Δｘは、１５０〜３
００μｍ以内にと設定すれば、印刷ずれ（１００μｍ
弱）が発生しても、安定したボンディングワイヤの接合
が可能となる。

【００７８】尚、第１表面配線導体膜２１が第２表面配
線導体膜２２より形状が大きい時には、重ね合わせ部ｙ
の長さΔｌが３００μｍであった場合は、Ａｇ拡散距離
が２１５μｍとなり、（重ね合わせ部幅＋Ａｇ拡散距
離）は５１５μｍとなってしまう。

【００７９】上術の値には、実際の第１表面配線導体膜
２１や第２表面配線導体膜２２を印刷形成する最の印刷
ずれを考慮していない。このため、実際には、上述の値
に５０μｍ程度の余裕を設ける必要がある。

【００８０】上記結果からＡｇ拡散距離及び重ね合わせ
部分の強度を考慮すると重ね合わせ部ｙの長さは１５０
μｍ以上とすることが重要であり、Ａｇ拡散距離を２０
０μｍ以下と短くすることができるので、それにより重
ね合わせ部ｙからボンディング接続部分ｘまで距離Δｘ
も短くできる。そして、重ね合わせ部ｙの長さΔｌとボ
ンディングワイヤＷの接続部ｘまでの間隔Δｘ、設計
（印刷ずれ）を考慮すると、間隔Δｘを１５０〜３００
μｍ程度することにより、電子部品搭載基板の小型化を
達成することができる。

【００８１】尚、重ね合わせ部ｙの接合強度に難点があ
る場合には、この重ね合わせ部ｙを覆うように、絶縁保
護膜となる絶縁膜を形成すれば良い。また、焼成した後
において、樹脂などの絶縁保護膜を塗布、硬化しても構
わない。

【００８２】また、上述の基体は多層構造の基板材料で
説明しているが、単板状の基板の表面に、第１表面配線
導体膜と第２表面配線導体膜となる導体膜を印刷・乾燥
により形成し、単板状の基板と第１表面配線導体膜と第
２表面配線導体膜となる導体膜とを一体的に焼成しても
構わない。

【００８３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ガラスー
セラミック材料からなる低温焼成材料の基体に、Ａｕ系
導体からなる第１表面配線導体膜上に、Ａｇ系導体から
なる第２表面配線導体膜を直接重ね合わせているため、
従来のように接合界面にメッキ層を介在させることがな
く、製造工程が複雑化することがない。

【００８４】また、Ａｕ系導体からなる第１表面配線導
体膜上に、Ａｇ系導体からなる第２表面配線導体膜が重
ね合わされ、しかも、その重ね合わせ部ｙの第２表面配
線導体膜の厚みｔ₂が、第１表面配線導体膜の厚みｔ₁
に比較して、1.5 倍以上であるため、Ａｇ粒子の移行に
より、両者の接合が不安定になることが一切なく、強固
で且つ安定した接続が達成できる。

【００８５】また、Ａｕ系の表面配線導体膜とＡｇ系の
表面配線導体膜との重ね合わせ部ｙの長さを１５０μｍ
以上としている。これは、Ａｇ粒子の移行距離を極小化
できる値できる。これにより、Ａｕ系導体からなる第１
表面配線導体膜上にＩＣチップなどのボンディングワイ
ヤによって電気的に接続を行うにあたり、ＩＣチップな
どのボンディングワイヤの接続部と、第１表面配線導体
膜と第２表面配線導体膜との重ね合わせ部ｙとの間隔を
極小化することができる。

【００８６】そして、Ａｕ系の表面配線導体膜とＡｇ系
の表面配線導体膜との重ね合わせ部ｙの長さとボンディ
ングワイヤの接続部との間隔を１５０〜３００μｍとす
ることにより、Ａｇ粒子の移行が発生しても、安定した
ボンディングワイヤが達成でき、しかも、電子部品搭載
基板の小型化が達成されることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電子部品搭載基板の断面図であ
る。

【図２】本発明の第１表面配線導体膜と第２表面配線導
体膜との重ね合わせ部の概略図であり、（ａ）は断面
図、（ｂ）は平面図である。

【図３】本発明の第１表面配線導体膜と第２表面配線導
体膜との重ね合わせ部の長さと、Ａｇの移行距離との関
係を示す特性図である。

【符号の説明】

１・・・・・積層体１ａ〜１ｅ・・・誘電体層２１・・・・・Ａｕ系導体からなる第１表面配線導
体膜２２・・・・・Ａｇ系導体からなる第２表面配線導
体膜３・・・・・内部配線導体４・・・・・ビアホール導体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラス−セラミックから成る基体の表面
に、Ａｕ系導体からなる第１表面配線導体膜を被着し、
該第１表面配線導体膜の一部にＡｇ系導体からなる第２
表面配線導体膜を重ね合わせて被着し、一体的に焼き付
けた表面配線を形成するとともに、前記第１表面配線導
体膜に電子部品を電気的に接続して成る電子部品搭載基
板において、前記第１表面配線導体と第２表面配線導体とは、第１表
面配線導体膜の延在方向に約１５０μｍ以上の長さで重
ね合わされ、前記第２表面配線導体膜の厚みは第１表面
配線導体膜の厚みの１．５倍以上であり、且つ第１表面
配線導体膜と第１表面配線導体膜の重ね合わせのエッヂ
部から電子部品の接続部分までの間隔が１５０〜３００
μｍであることを特徴とする電子部品搭載基板。