(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板上に薄膜形成技法により接着層、中間層及び主導体層を順次積層した３層構造を有するとともに電子部品が半田を介して接合される回路配線を被着形成して成る薄膜配線基板であって、前記主導体層は厚さ４μｍ以上の金層であるとともに、前記回路配線の表面に厚さ０．４μｍ乃至５．０μｍのニッケル層及び厚さ０．０５μｍ乃至２．０μｍの金層を順次被着させたことを特徴とする薄膜配線基板。
【請求項２】
前記接着層が窒化タンタルもしくはニッケル・クロム合金から成ることを特徴とする請求項１に記載の薄膜配線基板。
【請求項３】
前記中間層がニッケル・クロム合金、チタン・タングステン合金、ニッケル、パラジウム、チタンの少なくとも１種から成ることを特徴とする請求項１に記載の薄膜配線基板。
【請求項４】
前記主導体層が金もしくは銅から成ることを特徴とする請求項１に記載の薄膜配線基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、薄膜配線基板に関し、より詳細には回路配線が高密度の電気回路基板や半導体素子収納用パッケージ等に用いられる薄膜配線基板に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
従来、電気回路基板や半導体素子収納用パッケージ等における配線基板はその回路配線がＭｏ−Ｍｎ  法等の厚膜形成技法によって形成されている。
【０００３】
このＭｏ−Ｍｎ  法は、タングステン（Ｗ）  、モリブデン（Ｍｏ）、マンガン（Ｍｎ）等の高融点金属から成る金属粉末に有機溶剤、溶媒を添加し、ペースト状となした金属ペーストを生もしくは焼結セラミック体の外表面にスクリーン印刷法により回路配線としての所定パターンに印刷塗布し、次にこれを還元雰囲気中で焼成し、高融点金属とセラミック体とを焼結一体化させる方法である。
【０００４】
しかしながら、このＭｏ−Ｍｎ  法を用いて回路配線を形成した場合、回路配線は金属ペーストをスクリーン印刷することにより形成されることから回路配線の微細化が困難であり、回路配線の高密度化ができないという欠点を有していた。
【０００５】
そこで上記欠点を解消するために回路配線を従来の厚膜形成技法により形成するのに替えて微細化が可能な薄膜形成技法を用いて形成した薄膜配線基板、即ち、絶縁基板上に窒化タンタル（Ｔａ２Ｎ）やニッケル・クロム合金（ＮｉＣｒ）等から成る接着層と、ニッケル・クロム合金（ＮｉＣｒ）やチタン・タングステン合金（ＴｉＷ）  、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）等から成る中間層と、金（Ａｕ）から成る主導体層をイオンプレーティング法やスパッタリング法、蒸着法、メッキ法等の薄膜形成技法により順次積層し、しかる後、これらの層をフォトリソグラフィによって所定のパターンに形成し、回路配線となした薄膜配線基板が提案されている。
尚、前記薄膜配線基板において接着層は回路配線を絶縁基板に強固に接着させる作用を為し、また中間層は接着層と主導体層の相互拡散を抑制するとともに主導体層を接着層に強固に接着させる作用を為す。
【０００６】
更に前記薄膜配線基板の主導体層はその厚みが薄いと回路配線の導通抵抗が大きくなってしまうため１．０  μｍ  以上の厚さ、好ましくは４．０  μｍ  以上の厚さに形成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この薄膜形成技法を用いて形成した薄膜配線基板は、主導体層を構成する金が半田（Ｐｂ−Ｓｎ）  に吸収され易いこと、また半田（Ｐｂ−Ｓｎ）  と反応して脆弱な金属間化合物を容易に形成してしまうこと等から回路配線に半導体素子やコンデンサ等の電子部品を半田を介し接合させ電気的に接続すると主導体層の金の厚みが２．０  μｍ  未満であると主導体層の一部が半田に吸収されて回路配線の導通抵抗が大きなものとなってしまい、また２．０  μｍ  を越えると回路配線と電子部品との接続部に脆弱な金属間化合物が多量に形成され、電子部品の回路配線に対する接続の信頼性が低いものとなる欠点を有していた。
【０００８】
【発明の目的】
本発明は上記欠点に鑑み案出されたものでその目的は回路配線を高密度とし、且つ回路配線に電子部品を強固に電気的接続させることができる薄膜配線基板を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、絶縁基板上に薄膜形成技法により接着層、中間層及び主導体層を順次積層した３層構造を有するとともに電子部品が半田を介して接合される回路配線を被着形成して成る薄膜配線基板であって、前記主導体層は厚さ４μｍ以上の金層であるとともに、前記回路配線の表面に厚さ0.4μｍ乃至5.0μｍのニッケル層及び厚さ0.05μｍ乃至2.0μｍの金層を順次被着させたことを特徴とするものである。
【００１０】
また本発明は前記接着層を窒化タンタルもしくはニッケル・クロム合金で、中間層をニッケル・クロム合金、チタン・タングステン合金、ニッケル、パラジウム、チタンの少なくとも１種で、主導体層を金もしくは銅で形成することを特徴とするものである。
【００１１】
【作用】
本発明の薄膜配線基板によれば、回路配線の表面に厚さ０．４  μｍ  乃至５．０  μｍ  のニッケル層及び厚さ０．０５μｍ  乃至２．０  μｍ  の金層を順次被着させたことから回路配線に半導体素子やコンデンサ等の電子部品を半田を介し接合させ電気的に接続しても主導体層が半田に吸収され導通抵抗が大きくなることも、主導体層と電子部品との接続部に脆弱な金属間化合物が多量に形成されることもなく、その結果、回路配線の導通抵抗を低い値に維持したまま電子部品の回路配線に対する接続の信頼性を高いものとなすことが可能となる。
【００１２】
また本発明の薄膜配線基板によれば、回路配線を薄膜形成技法により形成したことから回路配線の微細化が可能で、回路配線の高密度化が達成できる。
【００１３】
【実施例】
次に本発明の薄膜配線基板を添付図面に基づき詳細に説明する。
図１は、本発明の薄膜配線基板の一実施例を示す断面図であり、１  は絶縁基板、２  は回路配線である。
【００１４】
前記絶縁基板１  は酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、ガラスセラミックス焼結体等から成り、絶縁基板１  が例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合には、アルミナ、マグネシア、カルシア、シリカ等の原料粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して泥漿状となすとともにこれを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）を形成し、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し、所定形状となすとともに高温（約１６００℃）で焼成することによって製作される。
【００１５】
また前記絶縁基板１  の上面には回路配線２  が薄膜形成技法によって被着形成されており、該回路配線２  は接着層３  と、中間層４  と、主導体層５  の３層構造を有している。
【００１６】
前記回路配線２  を構成する接着層３  は窒化タンタル（Ｔａ２Ｎ）やニッケル・クロム合金（ＮｉＣｒ）等から成り、蒸着法やイオンプレーティング法等の薄膜形成技法により絶縁基板１  上に被着される。
【００１７】
尚、前記接着層３  は絶縁基板１  と回路配線２  との接着強度を上げる作用を為し、その厚みは１００  オングストローム未満であると回路配線２  を絶縁基板１  に強固に接着させることが困難となる傾向にあり、また１００００  オングストロームを越えると接着層３  を薄膜形成技法により被着させる際の内部応力によって絶縁基板１  と接着層３  との接着強度が低下する傾向にあることから１００  乃至１００００  オングストロームの範囲が良く、好適には３００  乃至２０００オングストロームの厚みに、最適には５００  乃至１５００オングストロームの厚みにしておくことが良い。
【００１８】
また前記接着層３  の上面には中間層４  が被着されており、該中間層４  は接着層３  と主導体層５  との密着性を向上させるとともに接着層３  と主導体層５  との相互拡散を防止する作用を為す。
【００１９】
前記中間層４  はニッケル・クロム合金（ＮｉＣｒ）やチタン・タングステン合金（ＴｉＷ）  、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、チタン（Ｔｉ）等から成り、蒸着法やイオンプレーティング法、スパッタリング法等の薄膜形成技法により接着層３  の上面に被着される。
【００２０】
尚、前記中間層４  はその厚みが５００  オングストローム未満であると接着層３  と主導体層５  との密着性が低下するとともに接着層３  と主導体層５  との相互拡散を有効に防止することができない傾向にあり、また１００００  オングストロームを越えると中間層４  を薄膜形成技法により被着させる際の内部応力によって接着層３  と中間層４  との接着強度が低下する傾向にあることから５００  乃至１００００  オングストロームの範囲が良く、好適には８００  乃至５０００オングストロームの厚みに、最適には１０００乃至３０００オングストロームの厚みにしておくことが良い。
【００２１】
また前記中間層４  の上面には主導体層５  が蒸着法やイオンプレーティング法、スパッタリング法、メッキ法等の薄膜形成技法により被着されており、該主導体層５  は主として電気を通す通路として作用を為す。
【００２２】
前記主導体層５は導通抵抗が極めて小さい金(Ａｕ)が使用され、その厚みは４μｍ以上の厚みとする。
【００２３】
前記絶縁基体１上に形成された回路配線２  は、これを構成する接着層３  、中間層４  及び主導体層５  の各々が薄膜形成技法により形成されることから回路配線２  の微細化を可能とし、回路配線２  の高密度化が達成し得る。
【００２４】
また前記絶縁基板１  上に薄膜形成技法によって形成された回路配線２  は更にその上面にニッケル層６  及び金層７  が順次被着されている。
【００２５】
前記ニッケル層６  は回路配線２  に金層７  を強固に接着させるとともに回路配線２  に電子部品を半田を介して電気的に接続させる際、半田が回路配線２  の主導体層５  を吸収したり、半田と主導体層５  とで脆弱な金属間化合物が形成されるのを有効に防止する作用を為す。
【００２６】
前記ニッケル層６  はその厚みが０．４  μｍ  未満であると回路配線２  と金層７  との接着強度が低下し、且つ回路配線２  に電子部品を半田を介して電気的に接続させる際、半田が回路配線２  の主導体層５  を吸収したり、半田と主導体層５  とで脆弱な金属間化合物が形成されたりし、また５．０  μｍ  を越えると回路配線２  上にニッケル層６  を被着させる際の内部応力によって回路配線２  自体が絶縁基板１  より剥離してしまう。従って、前記ニッケル層６  はその厚みが０．４  μｍ  乃至５．０  μｍ  の範囲に特定される。
【００２７】
尚、前記ニッケル層６  は回路配線２  上に例えば、ニッケルメッキを施すことによって回路配線２  上に所定厚みに被着される。
【００２８】
また前記ニッケル層  ６の上面には金層７  が被着されており、該金層７  は回路配線２  へ電子部品を半田を介して接合させ電気的に接続させる際、その接合強度を強固とする作用を為し、ニッケル層６  の上面にメッキ法等を採用することによって所定厚みに被着される。
【００２９】
前記金層７  はその厚みが０．０５μｍ  未満であると回路配線２  に電子部品を半田を介して電気的に接続させる際、その接合強度が弱くなり、また２．０  μｍ  を越えると金層７  と電子部品を接続する半田との間に脆弱な金属間化合物が多量に形成され電子部品の接続の信頼性が劣化してしまう。従って、前記金層７  はその厚みが０．０５μｍ  乃至２．０  μｍ  の範囲に特定される。
【００３０】
かくして本発明の薄膜配線基板によれば、絶縁基板１  上の回路配線２  に半導体素子やコンデンサ等の電子部品を半田を介し接合すれば、各電子部品は回路配線２  を介して電気的に接続されることとなる。
【００３１】
また上述した本発明の薄膜配線基板は、回路配線２  の一部領域の中間層４  、主導体層５  、ニッケル層６  及び金層７  を除去し、接着層３  のみとなすと、該領域における接着層３  はそれを構成する窒化タンタルやニクロムが有する高い電気抵抗値によって電子部品としての抵抗体として作用する。従って、回路配線２  に抵抗体を接続する場合には、電子部品としての抵抗体を別途準備する必要はなく、ただ単に回路配線２  の一部領域の中間層４  、主導体層５  、ニッケル層６  及び金層７  を除去し、接着層３  のみとなしておけばよい。この場合、抵抗体としての抵抗値は回路配線２  の中間層４  、主導体層５  、ニッケル層６  及び金層７  を除去する量、即ち、接着層３  のみの領域の大きさによって任意に設定される。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の薄膜配線基板によれば、回路配線の表面に厚さ０．４  μｍ  乃至５．０  μｍ  のニッケル層及び厚さ０．０５μｍ  乃至２．０  μｍ  の金層を順次被着させたことから回路配線に半導体素子やコンデンサ等の電子部品を半田を介し接合させ電気的に接続しても主導体層が半田に吸収され導通抵抗が大きくなることも、主導体層と電子部品との接続部に脆弱な金属間化合物が多量に形成されることもなく、その結果、回路配線の導通抵抗を低い値に維持したまま電子部品の回路配線に対する接続の信頼性を高いものとなすことが可能となる。
【００３３】
また本発明の薄膜配線基板によれば、回路配線を薄膜形成技法により形成したことから回路配線の微細化が可能で、回路配線の高密度化が達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の薄膜配線基板の一実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
１・・・・絶縁基板
２・・・・回路配線
３・・・・接着層
４・・・・中間層
５・・・・主導体層
６・・・・ニッケル層
７・・・・金層
【図１】
0003615576.tif 000002