(57)【要約】      （修正有）【課題】耐熱性に優れた半田流出防止部により、メタライズ層表面におけるワイヤボンディング領域への半田の流出を防止し、より小型で高密度な回路基板を歩留り良く製造することが可能な窒化アルミニウムメタライズ基板を提供する。【解決手段】窒化アルミニウム基板１ａの表面にメタライズ層２ａを形成して配線回路を構成した窒化アルミニウムメタライズ基板において、前記メタライズ層の表面に、半田流出防止用レジストパターン３ａが形成されていることを特徴とする窒化アルミニウムメタライズ基板。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒化アルミニウム基板の表面にメタライズ層を形成して配線回路を構成した窒化アルミニウムメタライズ基板において、前記メタライズ層の表面に、半田流出防止用レジストパターンが形成されていることを特徴とする窒化アルミニウムメタライズ基板。
【請求項２】
半田流出防止用レジストパターンが窒化アルミニウムを主成分とする絶縁材で形成されていることを特徴とする請求項１記載の窒化アルミニウムメタライズ基板。
【請求項３】
窒化アルミニウム基板の表面にメタライズ層を形成して配線回路を構成した窒化アルミニウムメタライズ基板の製造方法において、窒化アルミニウム成形体表面に導体ペーストを印刷してメタライズパターンを形成し、このメタライズパターンの表面に絶縁ペーストを印刷して半田流出防止用レジストパターンを形成した後に、上記窒化アルミニウム成形体とメタライズパターンと半田流出防止用レジストパターンとを同時焼成することを特徴とする窒化アルミニウムメタライズ基板の製造方法。
【請求項４】
半田流出防止用レジストパターンが窒化アルミニウムを主成分とする絶縁ペーストを印刷して形成されることを特徴とする請求項３記載の窒化アルミニウムメタライズ基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子回路部品として使用される窒化アルミニウムメタライズ基板およびその製造方法に係り、特に小型で高密度な電子回路部品に使用される窒化アルミニウムメタライズ基板およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
窒化アルミニウム基板の表面に、タングステン等の導体金属を主成分とするメタライズ層を形成して配線を形成した窒化アルミニウムメタライズ基板が、半導体やチップ等の電子部品が搭載される回路基板として一般に使用されている。
【０００３】
メタライズ層の表面には、通常、ニッケル（Ｎｉ）めっき層や金（Ａｕ）めっき層が形成されており、このＡｕめっき層の表面に半導体やチップ等の電子部品が半田付けにより接合され、その後ボンディングワイヤにてこれらの部品とメタライズ配線（メタライズ層）とが連結されて、窒化アルミニウムメタライズ基板と電子部品とが電気的に導通される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来より、窒化アルミニウムメタライズ基板は、ＮｉめっきあるいはＡｕめっきしたメタライズ層の表面に、Ｐｂ−Ｓｎ等の半田を用いて、電子部品をマウントして使用されている。
【０００５】
近年、電子機器の高密度実装化や小型化が進むにつれて、窒化アルミニウムメタライズ基板上に搭載される各部品同士が近接し、ワイヤボンディングが可能な領域が狭くなる傾向にある。また、電子機器の小型化に伴い、ボンディング用のワイヤ自体もさらなる細小化が要求されている。
【０００６】
しかしながら、このような小型精密化された電子機器においては、電子部品のマウント作業の際、溶融した半田がメタライズ層の表面を流れ、ワイヤボンディングに使用されるべき領域をも半田が被覆してしまい、ワイヤボンディングが不可能になってしまうという問題があった。このような場合、特に小型で電子部品が密な状態で設置される電子配線基板は、電子部品間での短絡等の不都合が生じやすく、電子機器の小型および高密度化を実現する上で、解決すべき課題として認識されていた。
【０００７】
上述の課題を解決するために、メタライズ層の表面に電子部品の搭載領域とワイヤボンディング領域とを仕切りするための半田流出防止部（絶縁パターン）を形成し、半田の流出を防止する方法が従来から採用されている。
【０００８】
このような半田流出防止部を設けた電子回路基板としては、例えば、絶縁材料または金属材料にて半田流出防止部を形成し、短絡を回避した電子回路基板がある（例えば、特許文献１）。
【０００９】
【特許文献１】
特開平５−３１５４６２号公報（段落番号［０００６］〜［０００７］）
上記文献のような従来の窒化アルミニウムメタライズ基板における半田流出防止部は、ポリイミド等の樹脂成分を主成分とする絶縁材料をメタライズ層の表面に設置することにより形成されていた。
【００１０】
しかしながら、ポリイミド等の樹脂材料は、耐熱性が低く、半田付けの際の入熱により容易に軟化して半田流出防止機能が低下するという問題があった。
【００１１】
従って、従来の電子回路基板は、十分な耐熱性を有する半田流出防止部を備えていないため、半田付けの際の入熱や、繰り返し使用による熱サイクルに対する耐久性が低く、そのため、より耐熱性に優れた半田流出防止機能を有する電子回路基板が要求されていた。
【００１２】
本発明は、上述した問題を解決するために成されたものであり、耐熱性に優れた半田流出防止部により、メタライズ層表面におけるワイヤボンディング領域への半田の流出を防止し、より小型で高密度な回路基板を歩留り良く製造することが可能な窒化アルミニウムメタライズ基板およびその製造方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、窒化アルミニウム成形体の表面に導電ペーストを印刷してメタライズパターンとし、このメタライズパターンの表面に絶縁ペーストを印刷し、窒化アルミニウム成形体とメタライズパターンと絶縁ペーストとを同時に焼成してメタライズ層の表面に半田流出防止用レジストパターンを形成することにより、電子部品を半田付けする際のワイヤボンディング領域への半田の流出を効果的に防止することが可能になるとの知見を得て本発明を完成させた。
【００１４】
また、窒化アルミニウム基板と半田流出防止用レジストパターンを同一材料とすることにより、窒化アルミニウムメタライズ基板の製造工程を簡略化し、製造コストを削減することが可能であるとの知見を得た。
【００１５】
すなわち、本発明に係る窒化アルミニウムメタライズ基板は、窒化アルミニウム基板の表面にメタライズ層を形成して配線回路を構成した窒化アルミニウムメタライズ基板において、前記メタライズ層の表面に、半田流出防止用レジストパターンが形成されていることを特徴とする。
【００１６】
このように電子部品搭載領域とワイヤボンディング領域との間に半田流出防止用レジストパターンを形成することにより、半田流出による短絡等の不都合が効果的に防止され、より小型で高密度および高品質な窒化アルミニウムメタライズ基板を提供することが可能である。
【００１７】
また、半田流出防止用レジストパターンは、印刷によりメタライズパターン上に形成することが可能であるので、小型で精密な電子回路にも、正確に半田流出防止部を形成することが可能である。
【００１８】
半田流出防止用レジストパターンの厚さは、１０μｍ〜２０μｍ程度に規定され、また半田流出防止用レジストパターンの幅は最小１００μｍに形成することが可能である。
【００１９】
また、半田流出防止用レジストパターンが、窒化アルミニウムを主成分とする絶縁ペーストで形成されていることが好ましい。
【００２０】
さらに、本発明に係る窒化アルミニウムメタライズ基板の製造方法は、窒化アルミニウム基板の表面にメタライズ層を形成して配線回路を構成した窒化アルミニウムメタライズ基板の製造方法において、窒化アルミニウム成形体表面に導体ペーストを印刷してメタライズパターンを形成し、このメタライズパターンの表面に絶縁ペーストを印刷して半田流出防止用レジストパターンを形成した後に、上記窒化アルミニウム成形体とメタライズパターンと半田流出防止用レジストパターンとを同時焼成することを特徴とする。
【００２１】
また、半田流出防止用レジストパターンと窒化アルミニウム基板とを同一材料とすることにより、窒化アルミニウム成形体の焼結時に同時に半田流出防止用レジストパターンを焼成することが容易に可能であるため、製造プロセスを簡略化することが可能であり、窒化アルミニウムメタライズ基板の製造歩留りが向上する。
【００２２】
半田流出防止用レジストパターンを形成する絶縁ペーストの材料は、十分な耐熱性を有し、メタライズ層との接着性に優れた材料であれば、必ずしも基板と同一材料である必要はない。
【００２３】
上記構成に係る窒化アルミニウムメタライズ基板によれば、メタライズ層の表面に窒化アルミニウムを主成分とする半田流出防止用レジストパターンが形成されているため、メタライズ層の表面において半田が流出してワイヤボンディング領域を被覆する現象が効果的に防止される結果、窒化アルミニウムメタライズ基板の製造歩留りが向上する。また、従来の窒化アルミニウムメタライズ基板に比較して耐熱性に優れており、より高密度で高品質な配線基板を提供することが可能である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明に係る窒化アルミニウムメタライズ基板およびその製造方法の実施の形態について、添付図を参照して以下に具体的に説明する。
【００２５】
窒化アルミニウムメタライズ基板は、図１に示すように、窒化アルミニウム成形体１の表面にタングステン等を主成分とする導電ペーストを印刷してメタライズパターン２を形成して、さらにこのメタライズパターン２の表面に絶縁ペースト３を印刷した後に、これらを同時焼成することにより、窒化アルミニウム基板１ａにメタライズ層２ａと半田流出防止用レジストパターン３ａとが一体化した窒化アルミニウムメタライズ基板が構成される（図２）。この半田流出防止用レジストパターン３ａを設けたメタライズ層２ａにチップ等の電子部品４を半田５により半田付けして接合搭載し、さらにボンディングワイヤ６にてメタライズ層２と電子部品４とを電気的に導通させることにより、電気回路が形成される（図３および図４）。
【００２６】
図３の平面図および図４の側面図に示すように、半田流出防止用レジストパターン３ａによりワイヤボンディング領域への半田６の流出が防止されており、電子部品４の流出半田による短絡が防止される。
【００２７】
本発明の窒化アルミニウムメタライズ基板およびその製造方法について、以下の実施例を参照してさらに具体的に説明する。
【００２８】
（実施例１）
窒化アルミニウムを主成分とし、焼結助剤等を添加した窒化アルミニウムスラリーを調製した。この窒化アルミニウムスラリーをドクターブレード法によりシート状に成形してシート成形体（グリーンシート）を成形した。次にこのシート成形体上に導体ペースト（タングステンペースト）を印刷してメタライズパターンを形成した。
【００２９】
次に、窒化アルミニウムを主成分とした絶縁ペーストを、チップ搭載領域とワイヤボンディング領域の境界に印刷した。このシート成形体を脱脂したのち同時焼成することにより、窒化アルミニウム基板にメタライズ層と半田流出防止用レジストパターンとが一体化した窒化アルミニウムメタライズ基板を調製した。さらにメタライズ層の表面に厚さ３〜８μｍのＮｉめっき層を形成し、半田流出防止用レジストパターンを備えた窒化アルミニウムメタライズ基板を作製した。
【００３０】
完成した半田流出防止用レジストパターン付きの窒化アルミニウムメタライズ基板のチップ搭載領域にＰｂ−Ｓｎ系半田ペーストを塗布し、チップをマウントした後、フォーミングガス雰囲気中で４３０℃に加熱して半田付けを行い、電子回路基板を作製した。
【００３１】
（比較例１）
窒化アルミニウムを主成分とし、焼結助剤等を添加した窒化アルミニウムスラリーを調製した。この窒化アルミニウムスラリーをドクターブレード法によりシート状に成形してシート成形体（グリーンシート）を成形した。次にこのシート成形体上に導体ペースト（タングステンペースト）を印刷し、メタライズパターンを形成した。
【００３２】
次に、このシート成形体を脱脂したのち焼成し、メタライズ層の表面に、厚さ３〜８μｍのＮｉめっきを施工した。さらにポリイミド樹脂をメタライズ層のチップ搭載領域とワイヤボンディング領域の境界に印刷して半田流出防止用レジストパターンを作製し、窒化アルミニウムメタライズ基板を作製した。
【００３３】
完成したポリイミド製の半田流出防止用レジストパターン付きの窒化アルミニウムメタライズ基板に、Ｐｂ−Ｓｎ系半田ペーストを塗布し、チップをマウントした後、フォーミングガス雰囲気中で４３０℃に加熱して半田付けを行い、窒化アルミニウムメタライズ基板を作製した。
【００３４】
（比較例２）
窒化アルミニウムを主成分とし、焼結助剤等を添加した窒化アルミニウムスラリーを調製した。この窒化アルミニウムスラリーをドクターブレード法によりシート状に成形してシート成形体（グリーンシート）を成形した。次にこのシート成形体上に導体ペースト（タングステンペースト）を印刷し、メタライズパターンを形成した。
【００３５】
その後、半田流出防止用レジストパターンを形成せずにシート成形体を脱脂・焼成し、さらにメタライズ層の表面にＮｉめっきを３〜８μｍの厚さで施工し、配線回路基板を作製した。
【００３６】
完成した半田流出防止用レジストパターン無しの窒化アルミニウムメタライズ基板にＰｂ−Ｓｎ系半田ペーストを塗布し、チップをマウントした後、フォーミングガス雰囲気中で４３０℃に加熱して半田付けを行い、窒化アルミニウムメタライズ基板を作製した。
【００３７】
これら実施例１および比較例１〜比較例２の窒化アルミニウムメタライズ基板をそれぞれ１０サンプルずつ作製し、サンプルの品質について比較評価した。具体的には、各サンプルの作製途中において、半田流出防止用レジストパターンの剥離数および半田流れの発生状況を比較評価した。下記表１に評価結果を示す。
【００３８】
【表１】
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表１に示す結果に明らかなように、実施例１の窒化アルミニウム製半田流出防止用レジストパターンを形成した窒化アルミニウムメタライズ基板は、半田のワイヤボンディン領域への流出が防止され、また半田流出防止用レジストパターンの剥離も発生せず、１０サンプルのうち全てのサンプルが良好な品質を有する窒化アルミニウムメタライズ基板であることが判明した。
【００３９】
一方、比較例１のポリイミド樹脂製半田流出防止用レジストパターンを形成した窒化アルミニウムメタライズ基板は、半田付け時の入熱によりポリイミドが軟化し、メタライズ表面から剥離してしまい、１０サンプルのうちすべてのサンプルで半田がワイヤボンディング領域まで流出する不具合が生じた。
【００４０】
また、比較例２の半田流出防止用レジストパターンを設けない窒化アルミニウムメタライズ基板は、半田が電子部品の搭載領域から流出して、ワイヤボンディング領域まで広がる不具合が１０サンプル中５サンプルに発生し、窒化アルミニウムメタライズ基板の製造歩留りが低下した。
【００４１】
これら実施例１および比較例１〜比較例２の窒化アルミニウムメタライズ基板の比較評価により、本発明の窒化アルミニウムメタライズ基板およびその製造方法の優位性が明白となった。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る窒化アルミニウムメタライズ基板およびその製造方法によれば、メタライズ層の表面に窒化アルミニウムを主成分とする半田流出防止用レジストパターンを形成することにより、メタライズ層の表面でワイヤボンディング領域まで半田が流出して被覆することが効果的に防止される。また、ポリイミド等の樹脂材料による半田流出防止用レジストパターンを有する従来の窒化アルミニウムメタライズ基板に比較して耐熱性に優れているため、窒化アルミニウムメタライズ基板の製造歩留りが向上し、より電子機器の小型化および高密度化が実現可能な、高品質の窒化アルミニウムメタライズ基板およびその製造方法を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】窒化アルミニウム基板にメタライズ層を形成した窒化アルミニウムメタライズ基板を示す平面図。
【図２】図１に示す窒化アルミニウムメタライズ基板に半田流出防止用レジストパターンを印刷により形成した本発明の窒化アルミニウムメタライズ基板を示す平面図。
【図３】図２に示す窒化アルミニウムメタライズ基板に部品を半田付けにより搭載した状態を示す平面図。
【図４】図３の窒化アルミニウムメタライズ基板の側面図。
【符号の説明】
１  窒化アルミニウム基板
２  メタライズ層
３  半田流出防止用レジストパターン
４  電子部品
５  半田
６  ボンディングワイヤ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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