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JP3199588B2 - Wiring board - Google Patents
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JP3199588B2 - Wiring board - Google Patents

Wiring board

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JP3199588B2
JP3199588B2 JP32730094A JP32730094A JP3199588B2 JP 3199588 B2 JP3199588 B2 JP 3199588B2 JP 32730094 A JP32730094 A JP 32730094A JP 32730094 A JP32730094 A JP 32730094A JP 3199588 B2 JP3199588 B2 JP 3199588B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、半導体素子が
搭載される半導体素子収納用パッケージや混成集積回路
装置等に用いられる配線基板に関するもので、例えば、
ムライト,クリストバライト,フォルステライトの少な
くとも一種を主結晶相とするセラミック焼結体からなる
絶縁基体の表面および/または内部に配線導体を形成し
てなる配線基板に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wiring board used in a package for housing a semiconductor element on which a semiconductor element is mounted, a hybrid integrated circuit device, and the like.
The present invention relates to a wiring board having a wiring conductor formed on the surface and / or inside of an insulating base made of a ceramic sintered body having at least one of mullite, cristobalite and forsterite as a main crystal phase.

【0002】[0002]

【従来技術】従来、配線基板、例えば、半導体素子を収
容する半導体素子収納用パッケージに使用される配線基
板は、酸化アルミニウム質焼結体等の電気絶縁性のセラ
ミックスから成り、その上面の略中央部に半導体素子を
収容するための凹部を有する絶縁基体と、前記絶縁基体
の凹部周辺から下面にかけて導出されたタングステン
(W),モリブデン(Mo),マンガン(Mn)等の高
融点金属粉末から成る配線導体とから構成されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a wiring board, for example, a wiring board used for a semiconductor element housing package for housing a semiconductor element is made of an electrically insulating ceramic such as an aluminum oxide sintered body, and is substantially at the center of the upper surface thereof. An insulating base having a concave portion for accommodating a semiconductor element in a portion, and a high melting point metal powder such as tungsten (W), molybdenum (Mo), and manganese (Mn) derived from the periphery of the concave portion to the lower surface of the insulating base. And a wiring conductor.

【0003】そして、前記絶縁基体の凹部底面に半導体
素子の各電極を凹部周辺に位置する配線導体にボンディ
ングワイヤを介して電気的に接続し、しかる後、前記絶
縁基体の上面に、金属やセラミックス等から成る蓋体を
絶縁基体の凹部を塞ぐようにガラス、樹脂、ロウ材等か
ら成る封止材を介して接合させ、絶縁基体の凹部内に半
導体素子を気密に収容することにより最終製品としての
半導体装置となる。
[0003] Each electrode of the semiconductor element is electrically connected to a wiring conductor located around the concave portion via a bonding wire on the bottom surface of the concave portion of the insulating substrate. And the like are sealed via a sealing material made of glass, resin, brazing material, or the like so as to cover the concave portion of the insulating base, and the semiconductor element is hermetically housed in the concave portion of the insulating base as a final product. Semiconductor device.

【0004】尚、半導体素子収納用パッケージに使用さ
れる配線基板は、絶縁基体に設けた配線導体の一部に、
鉄−ニッケル−コバルト合金や鉄−ニッケル合金等から
成る外部リード端子が銀ロウ等のロウ材を介して取着さ
れており、外部リード端子を外部電気回路に接続させる
ことにより半導体素子の各電極は配線導体、ボンディン
グワイヤ及び外部リード端子を介し外部電気回路に電気
的に接続される。
A wiring board used for a package for housing a semiconductor element includes a part of a wiring conductor provided on an insulating base,
External lead terminals made of an iron-nickel-cobalt alloy, an iron-nickel alloy, or the like are attached via a brazing material such as silver brazing, and each electrode of the semiconductor element is connected by connecting the external lead terminals to an external electric circuit. Are electrically connected to an external electric circuit via wiring conductors, bonding wires and external lead terminals.

【0005】また配線基板は、例えば、酸化アルミニウ
ム(Al23 )、酸化珪素、酸化マグネシウム等の原
料粉末に適当な有機バインダー、可塑剤、溶剤を添加混
合して泥漿状となすとともにこれを従来周知のドクター
ブレード法やカレンダーロール法等のテープ成形技術を
採用して複数のセラミックグリーンシートを得、次に前
記各セラミックグリーンシートにW、Mo等の高融点金
属粉末に適当な有機バインダー、可塑剤、溶剤を添加混
合して得た金属ペーストを所定パターンに印刷塗布し、
最後に前記セラミックグリーンシートを上下に積層圧着
し、還元雰囲気中、約1600℃の温度で焼成すること
によって製作される。
[0005] The wiring board is formed into a slurry by adding a suitable organic binder, a plasticizer, and a solvent to a raw material powder such as aluminum oxide (Al 2 O 3 ), silicon oxide, and magnesium oxide. A plurality of ceramic green sheets are obtained by employing a tape forming technique such as a doctor blade method or a calender roll method, which is well known in the art, and then an organic binder suitable for a high melting point metal powder such as W or Mo is applied to each of the ceramic green sheets. Plasticizer, metal paste obtained by adding and mixing solvent is printed and applied in a predetermined pattern,
Finally, the ceramic green sheets are stacked and pressed on top and bottom, and fired at a temperature of about 1600 ° C. in a reducing atmosphere.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、この
従来の配線基板は以下に述べる欠点を有していた。
However, this conventional wiring board has the following drawbacks.

【0007】(1)配線導体を形成するW、Mo等はその
電気抵抗が高いことから配線導体を伝わる電気信号の電
圧降下が大きく、そのため配線導体を微細化することが
困難であり、配線基板の小型高密度化が困難であった。
(1) Since W, Mo, and the like forming the wiring conductor have a high electric resistance, the voltage drop of an electric signal transmitted through the wiring conductor is large, which makes it difficult to miniaturize the wiring conductor. It has been difficult to increase the size and density of the device.

【0008】(2)絶縁基体を構成するAl23 質焼結
体及び配線導体を形成するタングステン、モリブデン
等、高融点金属粉末の室温〜800℃の熱膨張係数がそ
れぞれ7.0〜8.5×10-6/℃、4.5〜6.0×
10-6/℃であり、両者相違することから、タングステ
ン,モリブデン等の高融点金属粉末から成る金属ペース
トを所定パターンに印刷塗布したセラミックグリーンシ
ートを焼成し、配線基板となす際、絶縁基体と配線導体
との間に両者の熱膨張係数の相違に起因する熱応力が発
生し、これが配線基板内に残留してしまい、配線基板に
外力や熱衝撃力が印加されると該外力や熱衝撃力が前記
残留応力と相俊って極めて大きなものとなり、絶縁基体
にクラックを発生させて配線導体に断線を招来させた
り、配線導体を絶縁基体より剥離させたりするという欠
点を有していた。
(2) The high-melting-point metal powders such as tungsten, molybdenum, etc. forming the Al 2 O 3 sintered body and the wiring conductor constituting the insulating substrate have a thermal expansion coefficient of 7.0 to 8 at room temperature to 800 ° C., respectively. 0.5 × 10 −6 / ° C., 4.5-6.0 ×
Since it is 10 −6 / ° C., which is different from the above, when a ceramic green sheet formed by printing and applying a metal paste made of a high melting point metal powder such as tungsten or molybdenum in a predetermined pattern is baked to form a wiring board, the ceramic green sheet becomes Thermal stress is generated between the wiring conductor and the wiring conductor due to a difference in thermal expansion coefficient between the wiring conductors and remains in the wiring board. When an external force or a thermal shock is applied to the wiring board, the external force or the thermal shock is applied. The force becomes extremely large immediately after the residual stress, causing cracks in the insulating base to cause disconnection of the wiring conductor, and has the disadvantage that the wiring conductor is separated from the insulating base.

【0009】(3)アルミナよりも低温焼成可能な焼結
体、例えば、1000〜1600℃で焼成されるガラス
セラミック焼結体や、ムライト,クリストバライト,フ
ォルステライトのうち少なくとも一種を主結晶相とする
セラミック焼結体からなる絶縁基体は、熱膨張係数が5
〜12×10-6/℃の範囲を有するため、W,Moのそ
れに近づけることはできるが、一体焼成する際の温度が
低いため、W,Mo等の高融点金属が焼結せず緻密化し
ないため、気密性が低下するという理由から、W,Mo
等の高融点金属粉末から成る金属ペーストを用いること
ができず、このような1000〜1600℃で焼成され
る絶縁基体に適用できる低温焼結の配線導体が求められ
ていた。
(3) A sintered body that can be fired at a lower temperature than alumina, for example, a glass ceramic sintered body fired at 1000 to 1600 ° C., or at least one of mullite, cristobalite and forsterite is used as a main crystal phase. An insulating substrate made of a ceramic sintered body has a coefficient of thermal expansion of 5
1212 × 10 −6 / ° C., so that it can be close to that of W and Mo. However, since the temperature at the time of integral sintering is low, high melting point metals such as W and Mo are not sintered and densified. , Mo, W, Mo
Therefore, a low-temperature sintering wiring conductor applicable to an insulating substrate fired at 1000 to 1600 ° C. has been demanded.

【0010】(4)Al23 は比誘電率が10程度と高
く、このため、Al23質焼結体の比誘電率が高くな
り、信号伝播速度が遅くなるという問題があった。
(4) The relative dielectric constant of Al 2 O 3 is as high as about 10, which causes a problem that the relative dielectric constant of the Al 2 O 3 -based sintered body increases and the signal propagation speed decreases. .

【0011】[0011]

【発明の目的】本発明は上記欠点に鑑み案出されたもの
で、1000〜1600℃で絶縁基体と配線導体とを同
時焼成することができるとともに、配線導体の剥離や配
線導体に断線等を招来する絶縁基体のクラックの発生を
皆無とし、且つ配線導体の微細化を可能とした配線基板
を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been devised in view of the above-mentioned drawbacks. It is possible to simultaneously sinter an insulating substrate and a wiring conductor at 1000 to 1600 ° C., and to prevent the wiring conductor from peeling or breaking the wiring conductor. It is an object of the present invention to provide a wiring board which does not cause any cracks in the insulating base and can make the wiring conductor finer.

【0012】[0012]

【問題点を解決するための手段】本発明の配線基板は、
絶縁基体の表面および/または内部に配線導体を形成し
てなる配線基板であって、前記絶縁基体がムライト,ク
リストバライト,フォルステライトの少なくとも一種を
主結晶相とするセラミック焼結体からなり、前記配線導
体を70〜95重量%のWおよび/またはMoと、5〜
30重量%のCuとで形成したことを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] The wiring board of the present invention comprises:
A wiring substrate having a wiring conductor formed on the surface and / or inside of an insulating substrate, wherein the insulating substrate is made of a ceramic sintered body having at least one of mullite, cristobalite, and forsterite as a main crystal phase. The conductor is composed of 70 to 95% by weight of W and / or Mo,
It is characterized by being formed with 30% by weight of Cu.

【0013】また、配線導体は、Wおよび/またはMo
と、Cuとからなる主成分100重量部に対して、絶縁
基体構成成分を30重量部以下添加含有してなることが
望ましい。絶縁基体構成成分としては、Al23 ,S
iO2 ,ムライト,コージェライト,フォルステライト
等のセラミックフィラーや、CaO,MgO等のアルカ
リ土類金属酸化物またはこれらの水酸化物,塩類,Ta
25 ,Nb25 等の周期律表第5a族元素の酸化
物,化合物等がある。
The wiring conductor is made of W and / or Mo.
And 100 parts by weight of the main component consisting of Cu and Cu, it is desirable to add and contain 30 parts by weight or less of the constituent components of the insulating base. Al 2 O 3 , S
ceramic fillers such as iO 2 , mullite, cordierite, and forsterite; alkaline earth metal oxides such as CaO and MgO; or hydroxides, salts, and Ta thereof
There are oxides, compounds, and the like of elements of Group 5a of the periodic table such as 2 O 5 and Nb 2 O 5 .

【0014】[0014]

【作用】本発明の配線基板によれば、配線導体をWおよ
び/またはMoを70〜95重量%と、Cuを5〜30
重量%とから形成したので、配線導体の熱膨張係数をム
ライト,クリストバライト,フォルステライトの少なく
とも一種を主結晶相とする焼結体の室温〜800℃の熱
膨張係数に近似させることができ、これによって配線基
板を製作する際、配線導体と絶縁基板との間に両者の熱
膨張係数の相違に起因する熱応力が発生せず、これが配
線基板の内部に残留することは殆どなく、その結果、配
線基板に外力や熱衝撃力が印加されても絶縁基体にクラ
ックが発生することは皆無で、配線導体に断線等を招来
するのを有効に防止することができ、同時に配線導体を
絶縁基体に強固に取着できる。
According to the wiring board of the present invention, the wiring conductor is composed of 70 to 95% by weight of W and / or Mo and 5 to 30% of Cu.
%, The thermal expansion coefficient of the wiring conductor can be approximated to the thermal expansion coefficient of a sintered body having at least one of mullite, cristobalite and forsterite as a main crystal phase at room temperature to 800 ° C. When a wiring board is manufactured by the method, no thermal stress is generated between the wiring conductor and the insulating substrate due to a difference in thermal expansion coefficient between the wiring conductor and the insulating substrate, and this hardly remains inside the wiring board. As a result, Even if an external force or a thermal shock force is applied to the wiring board, no crack is generated in the insulating base, and it is possible to effectively prevent the wiring conductor from being disconnected or the like, and at the same time, connect the wiring conductor to the insulating base. Can be firmly attached.

【0015】また、本発明の配線基板によれば配線導体
をWおよび/またはMoを70〜95重量%と、Cuを
5〜30重量%とで形成したことから、配線導体の電気
抵抗をWからなる配線導体よりも低くすることができ、
その結果、配線導体を伝わる電気信号の伝播強度を劣化
させずに配線導体の微細化が可能で、配線基板の小型高
密度化を達成することができる。
Further, according to the wiring board of the present invention, the wiring conductor is formed of 70 to 95% by weight of W and / or Mo and 5 to 30% by weight of Cu. Lower than the wiring conductor consisting of
As a result, the wiring conductor can be miniaturized without deteriorating the propagation strength of the electric signal transmitted through the wiring conductor, and the miniaturization and high density of the wiring board can be achieved.

【0016】さらに、ムライトおよび/またはクリスト
バライトを主結晶相とする焼結体、フォルステライトを
主結晶相とする焼結体を絶縁基体材料として用いること
により、比誘電率を低く抑えることができ、また、Wお
よび/またはMoとCuからなる配線材料を用いること
により、アルミナよりも低温焼成可能な(1000〜1
600℃、特には1100〜1500℃)絶縁基体と同
時焼成することが可能となる。
Further, by using a sintered body having mullite and / or cristobalite as a main crystal phase and a sintered body having forsterite as a main crystal phase as an insulating base material, the relative dielectric constant can be suppressed low. Further, by using a wiring material composed of W and / or Mo and Cu, it is possible to fire at a lower temperature than alumina (1000 to 1).
(600 ° C., especially 1100 ° C. to 1500 ° C.) It is possible to co-fire with the insulating substrate.

【0017】また、本発明の配線基板によれば、配線導
体は、Wおよび/またはMoと、Cuとからなる主成分
100重量部に対して、絶縁基体構成成分を30重量部
以下(0は含まず)添加含有することにより、配線導体
を絶縁基体により強固に取着させることができ、これに
より配線基板に外力や熱衝撃力が印加されても配線導体
が絶縁基体より剥離することは皆無となる。例えば、ム
ライトおよび/またはクリストバライトを主結晶相とす
る焼結体を絶縁基体として用いる場合には、配線導体中
に、アルミナ,ムライト,シリカ等を添加することによ
り上記効果が得られる。
Further, according to the wiring board of the present invention, the wiring conductor contains 30 parts by weight or less of the constituent components of the insulating base (100 parts by weight) with respect to 100 parts by weight of the main component comprising W and / or Mo and Cu. (Excluding) The addition allows the wiring conductor to be more firmly attached to the insulating base, so that even when an external force or a thermal shock force is applied to the wiring substrate, the wiring conductor does not peel off from the insulating base at all. Becomes For example, when a sintered body having mullite and / or cristobalite as a main crystal phase is used as an insulating substrate, the above effects can be obtained by adding alumina, mullite, silica, or the like to the wiring conductor.

【0018】尚、配線導体中には、Wおよび/またはM
oを70〜95重量%、Cuを5〜30重量%という組
成を満足する限り、基体の成分であるアルミナ,ムライ
ト,シリカ等以外の成分、例えば,Y23 等の希土類
酸化物や化合物、Mg,Ca,Sr,Ba等のアルカリ
土類金属の酸化物,水酸化物,炭酸塩,硝酸塩等の塩,
塩化物等のハロゲン化物,ホウ化物、Cr,Mn等の酸
化物,水酸化物,塩,塩化物等のハロゲン化物,窒化
物,炭化物,ホウ化物からなる顔料、ホウ素,亜鉛,ア
ルカリ金属の酸化物等、その他の成分を含んでも良い。
ホウ素,亜鉛,アルカリ金属の酸化物等は焼成温度を低
下させるのに有効である。
In the wiring conductor, W and / or M
As long as the composition of o is 70 to 95% by weight and Cu is 5 to 30% by weight, components other than the components of the base such as alumina, mullite and silica, for example, rare earth oxides and compounds such as Y 2 O 3 Oxides, hydroxides, carbonates, salts of nitrates and the like of alkaline earth metals such as Mg, Ca, Sr and Ba;
Oxidation of halides such as chlorides, borides, oxides such as Cr and Mn, hydroxides, salts, halides such as chlorides, nitrides, carbides, borides, boron, zinc and alkali metals It may contain other components such as materials.
Boron, zinc, oxides of alkali metals and the like are effective in lowering the firing temperature.

【0019】[0019]

【実施例】実施例1 次に本発明を添付図面に基づき詳細に説明する。図1は
本発明の配線基板の一実施例を示し、1は絶縁基体、2
は絶縁基体1内に形成された配線導体である。絶縁基体
1内に配線導体2を形成したものが配線基板Aとなる。
Embodiment 1 Next, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows an embodiment of a wiring board according to the present invention.
Is a wiring conductor formed in the insulating base 1. The wiring substrate A is formed by forming the wiring conductor 2 in the insulating base 1.

【0020】前記絶縁基体1はその上面中央部に半導体
素子3を収容するための空所を形成する凹部1aが設け
てあり、該凹部1aの底面には半導体素子3がガラス,
樹脂,ロウ材等の接着剤を介して接着固定されている。
The insulating substrate 1 is provided with a concave portion 1a for forming a space for accommodating the semiconductor element 3 in the center of the upper surface thereof, and the semiconductor element 3 is made of glass,
It is bonded and fixed via an adhesive such as resin or brazing material.

【0021】絶縁基体1は、ムライトを主結晶相、ある
いはクリストバライトを主結晶相、もしくはムライト結
晶相とクリストバライト結晶相の混合体を主結晶相、も
しくは、フォルステライト結晶相を主結晶相とするセラ
ミック焼結体から構成されている。この絶縁基体1は、
例えばムライトと、Al23 、SiO2、MgO、C
aO等の原料粉末に適当な有機バインダー、可塑剤、溶
剤を添加混合して泥漿状となすとともに、該泥漿物を従
来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法等を
採用することによってセラミックグリーンシート(セラ
ミック生シート)と成し、しかる後、前記セラミックグ
リーンシートに適当な打ち抜き加工を施すとともにこれ
を複数枚積層し、約1500℃の温度で焼成することに
よって製作される。
The insulating substrate 1 is made of a ceramic containing mullite as a main crystal phase, cristobalite as a main crystal phase, a mixture of mullite and cristobalite crystal phases as a main crystal phase, or a forsterite crystal phase as a main crystal phase. It is composed of a sintered body. This insulating base 1
For example, mullite, Al 2 O 3 , SiO 2 , MgO, C
A raw material powder such as aO is mixed with an appropriate organic binder, a plasticizer, and a solvent to form a slurry, and the slurry is formed into a ceramic green sheet by employing a conventionally known doctor blade method, calendar roll method, or the like. After that, the ceramic green sheet is manufactured by subjecting the ceramic green sheet to appropriate punching, laminating a plurality of the sheets, and firing at a temperature of about 1500 ° C.

【0022】また、前記絶縁基体1内には、配線導体2
が一体的に形成されており、該配線導体2の凹部1a周
辺部には半導体素子3の各電極がボンディングワイヤ4
を介して電気的に接続され、また絶縁基体1の下面に導
出された配線導体には、外部電気回路と接続される外部
リード端子5が電気的に接続されている。
In the insulating base 1, a wiring conductor 2 is provided.
Are formed integrally, and each electrode of the semiconductor element 3 is connected to a bonding wire 4 around the concave portion 1a of the wiring conductor 2.
An external lead terminal 5 connected to an external electric circuit is electrically connected to a wiring conductor led out on the lower surface of the insulating base 1.

【0023】絶縁基体1内に形成された配線導体2は、
Wおよび/またはMoを70〜95重量%と、Cuを5
〜30重量%とで形成されており、該配線導体2は外部
電気回路に接続される外部リード端子5に半導体素子3
の各電極を電気的に導通させる作用を為す。
The wiring conductor 2 formed in the insulating base 1 is
70 to 95% by weight of W and / or Mo and 5% of Cu
The wiring conductor 2 is connected to an external lead terminal 5 connected to an external electric circuit by a semiconductor element 3.
Has the function of electrically conducting the respective electrodes.

【0024】Wおよび/またはMoを70〜95重量%
と、Cu5〜30重量%とで成る配線導体2は、所定量
のW、Mo、Cu等の粉末に適当な有機バインダー、可
塑剤、溶剤を添加混合して得た金属ペーストを絶縁基体
1となるセラミックグリーンシートに予め従来周知のス
クリーン印刷法等により所定パターンに印刷塗布してお
くことにより、絶縁基体1との同時焼成によって所定位
置に一体的に形成される。
W and / or Mo is 70 to 95% by weight
And a wiring conductor 2 composed of 5 to 30% by weight of Cu, a metal paste obtained by adding an appropriate organic binder, a plasticizer, and a solvent to a predetermined amount of powder of W, Mo, Cu, etc. The ceramic green sheet is printed and applied in a predetermined pattern in advance by a well-known screen printing method or the like, and is integrally formed at a predetermined position by simultaneous firing with the insulating substrate 1.

【0025】この場合、Wおよび/またはMoを70〜
95重量%と、Cuを5〜30重量%とから成る配線導
体2は、絶縁基体1を構成するムライトおよび/または
クリストバライトを主結晶相とする焼結体や、フォルス
テライトを主結晶相とする焼結体の熱膨張係数に近似す
ることから、配線導体2と絶縁基体1との間に両者の熱
膨張係数の相違に起因する熱応力が発生することがな
く、またこれが配線基板Aの内部に残留することは殆ど
なく、その結果、配線基板Aに外力や熱衝撃力が印加さ
れても絶縁基体1にクラックが発生し、配線導体2に断
線等を招来することはなく、また同時に配線導体2が絶
縁基体1より剥離することもない。
In this case, W and / or Mo are set to 70 to
The wiring conductor 2 composed of 95% by weight and 5 to 30% by weight of Cu is a sintered body having mullite and / or cristobalite constituting the insulating base 1 as a main crystal phase or a main crystal phase of forsterite. Since the thermal expansion coefficient is close to the thermal expansion coefficient of the sintered body, no thermal stress is generated between the wiring conductor 2 and the insulating base 1 due to the difference in thermal expansion coefficient between the wiring conductor 2 and the insulating base 1. Hardly remains on the wiring substrate A. As a result, even if an external force or a thermal shock force is applied to the wiring board A, cracks occur in the insulating base 1 and the wiring conductor 2 does not break, etc. The conductor 2 does not peel off from the insulating base 1.

【0026】また上記のような構成の配線導体2は、電
気抵抗であるシート抵抗値が従来のWやMo等から成る
配線導体のシート抵抗値に対して低い値であることか
ら、配線導体2を伝わる電気信号の電圧降下を小さなも
のとなすことができ、同時に配線導体2の微細化が可能
で、配線基板Aの小型高密化を達成することもできる。
The wiring conductor 2 having the above-described structure has a lower sheet resistance value than the conventional wiring conductor made of W, Mo, or the like. , The voltage drop of an electric signal transmitted through the wiring board A can be made small, the wiring conductor 2 can be miniaturized at the same time, and the size and density of the wiring board A can be reduced.

【0027】尚、Wおよび/またはMoを70〜95重
量%と、Cuを5〜30重量%とから成る配線導体2
は、銅の融点が1085℃とセラミックグリーンシート
を焼成する際の温度(1500℃)より低いものの、該
銅は高融点のタングステンやモリブデン粉末の粉末間に
閉じ込められていることからセラミックグリーンシート
を焼成する際に外部に融点飛散することなく、その結
果、セラミックグリーンシートを焼成して得た絶縁基体
1には、Wおよび/またはMoと、Cuとから成る配線
導体2が一体的に形成されることになる。
The wiring conductor 2 made of 70 to 95% by weight of W and / or Mo and 5 to 30% by weight of Cu
Although the melting point of copper is 1085 ° C., which is lower than the temperature at which ceramic green sheets are fired (1500 ° C.), since the copper is confined between high melting point tungsten and molybdenum powders, As a result, the wiring conductor 2 made of W and / or Mo and Cu is integrally formed on the insulating base 1 obtained by firing the ceramic green sheet without scattering the melting point to the outside during firing. Will be.

【0028】また配線導体2は、Wおよび/またはMo
が95重量%を越え、且つ銅が5重量%未満となると、
配線導体2の電気抵抗が高くなり、配線導体2を伝わる
電気信号の伝播速度が小さくなり、配線を微細化するこ
とが困難となり、また、Wおよび/またはMoが70重
量%未満となり、且つCuが30重量%を越えると、熱
膨張係数が絶縁基体1の熱膨張係数に対して大きく相違
し、配線導体2を絶縁基体1に強固に一体的に取着させ
ることが困難となる。本発明における配線導体2は、特
には、Wを80〜90重量%と、Cuを10〜20重量
%からなることが望ましい。
The wiring conductor 2 is made of W and / or Mo.
Exceeds 95% by weight and copper is less than 5% by weight,
The electric resistance of the wiring conductor 2 increases, the propagation speed of the electric signal transmitted through the wiring conductor 2 decreases, it becomes difficult to miniaturize the wiring, and W and / or Mo become less than 70% by weight and Cu Exceeds 30% by weight, the coefficient of thermal expansion greatly differs from the coefficient of thermal expansion of the insulating base 1, making it difficult to firmly and integrally attach the wiring conductor 2 to the insulating base 1. In particular, the wiring conductor 2 in the present invention is desirably composed of 80 to 90% by weight of W and 10 to 20% by weight of Cu.

【0029】さらに、前記配線導体2は、Wおよび/ま
たはMoを70〜95重量%と、Cuを5〜30重量%
とから主成分100重量部に対して、Al23,Si
2,ムライト等の上記した絶縁基体構成成分を30重
量部以下(0を含まず)含有させると、配線導体2を絶
縁基体1により強固に一体的に取着させることができ
る。
Further, the wiring conductor 2 contains 70 to 95% by weight of W and / or Mo and 5 to 30% by weight of Cu.
From 100 parts by weight of the main component, Al 2 O 3 , Si
When the above-mentioned constituent components of the insulating substrate such as O 2 and mullite are contained in an amount of 30 parts by weight or less (not including 0), the wiring conductor 2 can be more firmly and integrally attached to the insulating substrate 1.

【0030】配線導体2は、絶縁基体1の凹部1a内に
収容する半導体素子3を外部電気回路に接続する作用を
為し、外部リード端子5を外部電気回路に接続すること
により凹部1a内に収容される半導体素子3が配線導体
2、ボンディングワイヤ4及び外部リード端子5を介し
外部電気回路に電気的に接続されることとなる。
The wiring conductor 2 functions to connect the semiconductor element 3 housed in the concave portion 1a of the insulating base 1 to an external electric circuit, and connects the external lead terminal 5 to the external electric circuit to thereby form the wiring conductor 2 in the concave portion 1a. The housed semiconductor element 3 is electrically connected to an external electric circuit via the wiring conductor 2, the bonding wire 4 and the external lead terminal 5.

【0031】外部リード端子5は鉄−ニッケル−コバル
ト合金や鉄−ニッケル合金等の金属から成り、鉄−ニッ
ケル−コバルト合金等のインゴット(塊)を圧延加工法
や打ち抜き加工法等、従来周知の金属加工法を採用する
ことによって所定の形状に形成されている。
The external lead terminal 5 is made of a metal such as an iron-nickel-cobalt alloy or an iron-nickel alloy. It is formed in a predetermined shape by employing a metal working method.

【0032】かくして、上述の半導体素子収納用パッケ
ージによれば、絶縁基体1の凹部1aの底面に半導体素
子3をガラス、樹脂、ロウ材等の接着剤を介して接着固
定し、半導体素子3の各電極をボンディングワイヤ4を
介して配線導体2に電気的に接続し、しかる後、絶縁基
体1の上面に蓋体6を絶縁導体1の凹部1aを塞ぐよう
にガラス、樹脂、ロウ材等から成る封止材を介して接合
させ、絶縁基体1の凹部1a内に半導体素子3を気密に
収容することによって最終製品としての半導体装置とな
る。
Thus, according to the above-described semiconductor element housing package, the semiconductor element 3 is bonded and fixed to the bottom surface of the concave portion 1a of the insulating base 1 via an adhesive such as glass, resin, brazing material or the like. Each electrode is electrically connected to the wiring conductor 2 via a bonding wire 4, and then a cover 6 is formed on the upper surface of the insulating base 1 from glass, resin, brazing material, or the like so as to cover the recess 1 a of the insulating conductor 1. The semiconductor device 3 is joined via the sealing material and the semiconductor element 3 is hermetically accommodated in the concave portion 1a of the insulating base 1 to obtain a semiconductor device as a final product.

【0033】尚、本発明は上述の実施例に限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種
々の変更は可能であり、例えば、上述の実施例では本発
明の配線基板を半導体素子を収容する半導体素子収納用
パッケージに適用した場合の例で説明したが、これを混
成集積回路装置に使用される配線基板に適用しても良
い。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. Although the description has been given of the case where the substrate is applied to a semiconductor element housing package for housing a semiconductor element, this may be applied to a wiring substrate used in a hybrid integrated circuit device.

【0034】本発明者等は、本発明の効果を確認すべく
実験を行った。先ず、Wおよび/またはMoと、Cuの
粉末を、表1に示す割合で混合し、これに公知のバイン
ダー、溶剤、可塑剤、消泡剤、分散剤等を所定量添加混
合し、ペースト化したものを、焼結体の表面に長さ30
mm幅3mm厚さ20μmで塗布し、表1に示す温度で
焼付け、メタライズ金属層を焼結体に被着接合させ、シ
ート抵抗を測定した。
The present inventors conducted experiments to confirm the effects of the present invention. First, W and / or Mo and Cu powder are mixed at the ratios shown in Table 1, and a known amount of a known binder, solvent, plasticizer, defoamer, dispersant, etc. is added and mixed to form a paste. The length of 30 minutes was applied to the surface of the sintered body.
It was applied with a thickness of 3 mm and a thickness of 20 μm, baked at the temperature shown in Table 1, and the metallized metal layer was adhered and bonded to the sintered body, and the sheet resistance was measured.

【0035】[0035]

【表1】 [Table 1]

【0036】この表1から、本発明品である試料1〜5
の配線導体の熱膨張率は5〜7.3×10-6/℃であ
り、シート抵抗が8.6〜9.1mΩ/SQであり、本
発明に用いられる配線導体は、ムライト,クリストバラ
イト,フォルステライトの少なくとも一種を主結晶相と
するセラミック焼結体の熱膨張係数とほぼ一致すること
が判る。
From Table 1, it can be seen that Samples 1 to 5 of the present invention were used.
Has a coefficient of thermal expansion of 5 to 7.3 × 10 −6 / ° C. and a sheet resistance of 8.6 to 9.1 mΩ / SQ, and the wiring conductor used in the present invention includes mullite, cristobalite, It can be seen that the thermal expansion coefficient of the ceramic sintered body having at least one of forsterite as a main crystal phase substantially coincides with the coefficient of thermal expansion.

【0037】尚、本発明の配線基板は、図2および図3
に示すような基板に適用することができる。図2および
図3における符号9はヒートスプレッダーである。
The wiring board of the present invention is shown in FIGS.
It can be applied to a substrate as shown in FIG. Reference numeral 9 in FIGS. 2 and 3 denotes a heat spreader.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明の配線基板によれば、配線導体
を、Wおよび/またはMoを70〜95重量%と、Cu
を5〜30重量%とで形成したことから、配線導体の熱
膨張係数を絶縁基体を構成するムライト,クリストバラ
イト,フォルステライトの少なくとも一種を主結晶相と
するセラミック焼結体の熱膨張係数に近似させることが
でき、これにより配線基板を製作する際、熱膨張係数の
相違に起因する熱応力の発生を防止し、これが配線基板
の内部に残留することは殆どなく、その結果、配線基板
に外力や熱衝撃力が印加されても絶縁基体にクラックが
発生することは皆無で、配線導体に断線等が生じること
がなく、同時に配線導体を絶縁基体に強固に付着でき
る。
According to the wiring board of the present invention, the wiring conductor is composed of 70 to 95% by weight of W and / or Mo, Cu
From 5 to 30% by weight, the coefficient of thermal expansion of the wiring conductor is approximated to the coefficient of thermal expansion of a ceramic sintered body containing at least one of mullite, cristobalite and forsterite as a main crystal phase constituting an insulating base. This prevents the occurrence of thermal stress due to the difference in the coefficient of thermal expansion when the wiring board is manufactured, and this hardly remains inside the wiring board, and as a result, the external force is applied to the wiring board. Even when a thermal shock force is applied, no cracks are generated in the insulating base, and no disconnection or the like occurs in the wiring conductor, and at the same time, the wiring conductor can be firmly attached to the insulating base.

【0039】また、本発明の配線基板によれば、配線導
体の電気抵抗を従来品よりも低くでき、その結果、配線
導体を伝わる電気信号の伝播速度を劣化させずに、配線
導体の微細化が可能で、配線基板の小型高密度化を達成
することができる。
Further, according to the wiring board of the present invention, the electric resistance of the wiring conductor can be made lower than that of the conventional product, and as a result, the wiring conductor can be miniaturized without deteriorating the propagation speed of the electric signal transmitted through the wiring conductor. It is possible to achieve the miniaturization and high density of the wiring board.

【0040】さらに、ムライトおよび/またはクリスト
バライトを主結晶相とする焼結体を絶縁基体材料として
用いることにより、比誘電率を低く抑えることができ、
また、Wおよび/またはMoとCuからなる電極材料を
用いることにより、アルミナよりも低温焼成可能な絶縁
基体に最適な電極材料を提供することができる。
Further, by using a sintered body containing mullite and / or cristobalite as a main crystal phase as an insulating base material, the relative dielectric constant can be suppressed low.
Further, by using an electrode material made of W and / or Mo and Cu, an electrode material that is optimal for an insulating substrate that can be fired at a lower temperature than alumina can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の配線基板を半導体素子収納用パッケー
ジに適用した場合の一実施例を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment in which a wiring board of the present invention is applied to a package for housing a semiconductor element.

【図2】本発明の配線基板を半導体素子収納用パッケー
ジに適用した場合の他の実施例を示す断面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing another embodiment in which the wiring board of the present invention is applied to a package for housing a semiconductor element.

【図3】本発明の配線基板を半導体素子収納用パッケー
ジに適用した場合のさらに他の実施例を示す断面図であ
る。
FIG. 3 is a sectional view showing still another embodiment in which the wiring board of the present invention is applied to a package for housing a semiconductor element.

【符号の説明】 1・・・絶縁基体 2・・・配線導体 3・・・半導体素子 A・・・配線基板[Description of Signs] 1 ... Insulating base 2 ... Wiring conductor 3 ... Semiconductor element A ... Wiring board

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】絶縁基体の表面および/または内部に配線
導体を形成してなる配線基板であって、前記絶縁基体が
ムライト,クリストバライト,フォルステライトの少な
くとも一種を主結晶相とするセラミック焼結体からな
り、前記配線導体を70〜95重量%のWおよび/また
はMoと、5〜30重量%のCuとを含有することを特
徴とする配線基板。
1. A wiring substrate comprising a wiring conductor formed on a surface and / or inside of an insulating substrate, wherein the insulating substrate has at least one of mullite, cristobalite and forsterite as a main crystal phase. A wiring substrate comprising 70 to 95% by weight of W and / or Mo and 5 to 30% by weight of Cu.
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