專利名稱：厚膜電路元件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在氧化鋁等絕緣性基片上至少具有厚膜電極布線和半導(dǎo)體芯片的厚膜混合IC等厚膜電路元件及其制造方法。
背景技術(shù)：
過(guò)去，上述厚膜混合IC廣泛用作厚膜電路元件。在混合IC上安 裝半導(dǎo)體棵芯片的情況下，如圖5所示， 一般采用的連接方法是利 用鋁線15來(lái)鍵合連接半導(dǎo)體芯片13上的電極13a和安裝在厚膜電極 布線12的一部分上的鍵合接點(diǎn)16。這里，鍵合接點(diǎn)16例如由Cu薄 片構(gòu)成，在厚膜電極布線12形成后通過(guò)另外的安裝工序來(lái)進(jìn)行安裝。然而，若安裝鍵合接點(diǎn)16,則在絕緣性基片ll上需要鍵合接點(diǎn) 16的空位，這對(duì)厚膜混合IC的小型化是一種限制。因此，提出了這 樣一種方案，即利用鋁線15的鍵合來(lái)直接連接半導(dǎo)體芯片上的電極 13a和Ag-Pd類厚膜等厚膜電極布線12。但同時(shí)指出若用普通方法 直接連接，則達(dá)不到充分的接合強(qiáng)度，在可靠性方面存在問(wèn)題(例如 參照特開平6-244230號(hào)公報(bào))。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是根據(jù)上述情況而提出的，其目的在于提供這樣一種厚膜 電路元件，其具有的厚膜電極布線能夠以充分的連接強(qiáng)度來(lái)直接鍵合 連接與半導(dǎo)體芯片上的電極相連接的鋁線。為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的厚膜電路元件是具有絕緣性基片和 布置在該基片上的厚膜電極布線的厚膜電路元件，其特征在于上述 厚膜電極布線包括把布置在下層的Ag-Pt類厚膜和布置在上層的 Ag-Pd類厚膜重疊起來(lái)的、鋁線鍵合連接部。這里，上述鍵合連接部是Ag-Pt類厚膜和Ag-Pd類厚膜進(jìn)行熔合形成一體化。若采用上述本發(fā)明，則由于采用把Ag-Pt類厚膜和Ag-Pd類厚膜 重疊起來(lái)的多層導(dǎo)電性厚膜，所以，能夠獲得精致的導(dǎo)電性厚膜。并 且，若在上述多層導(dǎo)電性厚膜上進(jìn)行鋁線的鍵合連接，則能夠獲得充 分的連接強(qiáng)度。因此，過(guò)去需要的Cu薄片的鍵合接點(diǎn)的安裝已不再 需要，能夠高密度安裝元件，可以使厚膜電路元件小型化，同時(shí)可以 簡(jiǎn)化生產(chǎn)工序。


圖l是本發(fā)明第1實(shí)施方式的厚膜電路元件的部分?jǐn)嗝鎴D。 圖2是本發(fā)明的厚膜電極布線和過(guò)去的厚膜電極布線的鍵合強(qiáng)度 對(duì)比曲線。圖3A是Ag-Pt類厚膜的單層結(jié)構(gòu)時(shí)的表面的掃描型電子顯微鏡 放大照片。圖3B是Ag-Pt類厚膜的單層結(jié)構(gòu)時(shí)的斷面的掃描型電子顯微鏡 放大照片。圖3C是Ag-Pd類厚膜的單層結(jié)構(gòu)時(shí)的表面的掃描型電子顯微鏡 放大照片。圖3D是Ag-Pd類厚膜的單層結(jié)構(gòu)時(shí)的斷面的掃描型電子顯微鏡 放大照片。圖3E是Ag-Pt類厚膜和Ag-Pd類厚膜的積層結(jié)構(gòu)時(shí)的表面的掃 描型電子顯微鏡放大照片。圖3F是Ag-Pt類厚膜和Ag-Pd類厚膜的積層結(jié)構(gòu)時(shí)的斷面的掃 描型電子顯微鏡放大照片。圖4是表示本發(fā)明的厚膜混合IC的制造工序的一例的流程圖。圖5是過(guò)去的厚膜電路元件的部分?jǐn)嗝鎴D。
具體實(shí)施方式
以下參照附圖，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。而且，各圖中對(duì)于具有同一功能的構(gòu)件或要素，標(biāo)注同一符號(hào)進(jìn)行說(shuō)明。圖l表示本發(fā)明一實(shí)施方式的厚膜電路元件的鍵合連接部，在氧化鋁等絕緣性基片11的表面上，布置厚膜電極布線12,該厚膜電極 布線是下層的Ag-Pt類厚膜12a和上層的Ag-Pd類厚膜12b的積層結(jié) 構(gòu)。例如，其厚度，各層約為12nm,合計(jì)約為24nm。并且，其寬度， 例如為500 600nm，與過(guò)去的Cu薄片等所構(gòu)成的鍵合接點(diǎn)16的寬度 相比較，約相當(dāng)于1/2。該厚膜電路元件是厚膜混合IC，安裝半導(dǎo)體芯片(棵芯片)13 作為有源元件；安裝無(wú)圖示的電阻元件和電容元件作為無(wú)源元件。半 導(dǎo)體芯片13借助于導(dǎo)電性粘合劑等而被固定在絕緣性基片ll上所設(shè) 置的接合點(diǎn)14上。在半導(dǎo)體芯片13上的電極13a和厚膜電極布線12的連接部上， 分別鍵合鋁線15的兩端，半導(dǎo)體芯片13和厚膜電極布線12由鋁線 15進(jìn)行連接。鋁線15的鍵合利用超聲波鍵合法來(lái)進(jìn)行，可以獲得與 半導(dǎo)體芯片上的電極13a良好接觸的接合性，同時(shí)可以獲得和厚膜電 極布線12的連接部良好接觸的接合性。圖2表示本發(fā)明的Ag-Pt類厚膜和Ag-Pd類厚膜的積層結(jié)構(gòu)、 Ag-Pt類厚膜的單層結(jié)構(gòu)、和Ag-Pd類厚膜的單層結(jié)構(gòu)中的、鍵合強(qiáng) 度進(jìn)行對(duì)比。如圖所示，Ag-Pt類厚膜的單層結(jié)構(gòu)，整體的鍵合強(qiáng)度 低，而且鍵合強(qiáng)度的誤差大。Ag-Pd類厚膜的單層結(jié)構(gòu)，鍵合強(qiáng)度比 Ag-Pt類厚膜的單層結(jié)構(gòu)好，但尚不夠理想。對(duì)此，Ag-Pt類厚膜和Ag-Pd類厚膜的積層結(jié)構(gòu)，能夠達(dá)到的鍵 合強(qiáng)度等于圖5所示的過(guò)去例的安裝了鍵合接點(diǎn)時(shí)的強(qiáng)度。因此，如 上所述，可以取消過(guò)去例的鍵合接點(diǎn)16，把厚膜電極布線12的一部 分作為鋁線的連接部。這樣，在把厚膜電極布線12的一部分作為鋁線 的連接部時(shí)，可以使過(guò)去例的鍵合接點(diǎn)16的所需面積大約減小到一 半，可以提高安裝密度，減小厚膜混合1C的整體尺寸。并且，不必 安裝過(guò)去例的鍵合接點(diǎn)16。所以，可以簡(jiǎn)化生產(chǎn)工序，減少工時(shí)。圖3A 圖3F表示Ag-Pt類厚膜的單層結(jié)構(gòu)、Ag-Pd類厚膜的單層結(jié)構(gòu)、Ag-Pt類厚膜和Ag-Pd類厚膜的積層結(jié)構(gòu)的表面和斷面的掃 描式電子顯微鏡的1000倍放大照片。如圖所示，在Ag-Pt類厚膜的單 層結(jié)構(gòu)(圖3A、囝3B)、和Ag-Pd類厚膜的單層結(jié)構(gòu)(圖3C、團(tuán) 3D )的情況下，厚膜是低密度層。與此相反，在Ag-Pt類厚膜和Ag-Pd 類厚膜的積層結(jié)構(gòu)(圖3E、圖3F)的情況下，厚膜是致密的層。這 樣，因?yàn)楹衲な侵旅艿膶?，所以如上所述，能夠獲得良好的鋁線鍵合 強(qiáng)度。如圖3F所示，在Ag-Pt類厚膜和Ag-Pd類厚膜的積層結(jié)構(gòu)的情 況下，燒結(jié)時(shí)兩者進(jìn)行熔合，所以形成致密的膜。而且，下層的Ag-Pt 類厚膜12a，固有電阻小，與氧化鋁基片ll的粘接性良好，具有容易 粘錫的性質(zhì)，上層的Ag-Pd類厚膜12b，固有電阻值稍大，具有不易 粘錫的性能，兩者進(jìn)行熔合后，既不妨礙導(dǎo)電性厚膜電極與基片的粘 合性等特性，又能夠獲得具有良好鍵合性的厚膜。圖4表示厚膜混合IC的制造工序的一例。首先，準(zhǔn)備氧化鋁基 片。然后在上述氧化鋁基片上絲網(wǎng)印刷Ag-Pt類厚膜漿料，干燥后在 高溫下燒結(jié)，布置由Ag-Pt類厚膜形成的電極布線層。然后，把Ag-Pd 類厚膜漿料重疊地絲網(wǎng)印刷到上述Ag-Pt類厚膜電極布線圖形上，在 干燥后，在高溫下燒結(jié)，布置由Ag-Pd類厚膜構(gòu)成的電極布線層。而 且，該重疊印刷也可以對(duì)全部厚膜電極布線圖形來(lái)進(jìn)行。在厚膜電極 布線圖形中，也可以僅對(duì)鋁線的鍵合連接部來(lái)進(jìn)行。通過(guò)局部進(jìn)行重 疊印刷，可以減少昂貴的Ag-Pt類厚膜漿料的使用量。以下利用導(dǎo)電性粘合劑粘接或者回流焊接方法，來(lái)安裝半導(dǎo)體芯 片，以及片狀電阻和片狀電容器等無(wú)源元件。然后，利用超聲波焊接 把鋁線焊接到半導(dǎo)體芯片上的電極和厚膜電極布線的鍵合連接部，對(duì) 鋁線進(jìn)行布線連接。這樣，可以制作不需要過(guò)去的Cu薄片等鍵合接 點(diǎn)的、能夠高密度安裝的厚膜混合IC。而且，對(duì)上述重疊印刷，說(shuō)明了對(duì)Ag-Pt類厚膜漿料進(jìn)行印刷、 燒結(jié)后，把Ag-Pd類厚膜漿料重疊印刷到上述Ag-Pt類厚膜電極圖形 上進(jìn)行燒結(jié)的例子。但也可以是，對(duì)Ag-Pt類厚膜漿料進(jìn)行印刷、干燥，對(duì)Ag-Pd類厚膜漿料進(jìn)行重疊印刷、干燥后，對(duì)兩者同時(shí)進(jìn)行燒結(jié)。并且，上迷實(shí)施方式說(shuō)明了厚膜混合IC的例子，但對(duì)進(jìn)衧鋁線 的鍵合連接的其他形式的厚膜電路元件也同樣適用。以上說(shuō)明了本發(fā)明的一實(shí)施方式。但本發(fā)明并不僅限于上述實(shí)施 方式，不言而喻，在該才支術(shù)思想范圍內(nèi)，可以按各種不同的方式來(lái)實(shí)施o
權(quán)利要求
1. 一種厚膜電路元件，具有絕緣性基片和布置在該基片上的厚膜電極布線，其特征在于上述厚膜電極布線包括把布置在下層的Ag-Pt類厚膜和布置在上層的Ag-Pd類厚膜重疊起來(lái)的、鋁線鍵合連接部。
2、 如權(quán)利要求1所述的厚膜電路元件，其特征在于上述鍵合 連接部是Ag-Pt類厚膜和Ag-Pd類厚膜進(jìn)行熔合形成一體化。
3、 一種厚膜電路元件的制造方法，其特征在于 準(zhǔn)備絕緣性基片，在上述絕緣性基片上布置由Ag-Pt類厚膜構(gòu)成的電極布線層， 在上述Ag-Pt類厚膜的電極布線層上，重疊布置Ag-Pd類厚膜的 電極布線層。
4、 如權(quán)利要求3所述的厚膜電路元件的制造方法，其特征在于 僅對(duì)鋁線的鍵合連接部重疊布置上述Ag-Pd類厚膜的電極布線層。
全文摘要
一種厚膜電路元件，其具有厚膜電極布線，能夠以足夠的連接強(qiáng)度來(lái)直接鍵合連接與半導(dǎo)體芯片上的電極相連接的鋁線。該厚膜電路元件是具有絕緣性基片11，布置在上述基片上的厚膜電極布線12的厚膜電路元件，厚膜電極布線12包括一種鋁線的鍵合連接部，它對(duì)布置在下層的Ag-Pt類厚膜12a和布置在上層的Ag-Pd類厚膜12b重疊在一起。鍵合連接部是Ag-Pt類厚膜12a和Ag-Pd類厚膜12b進(jìn)行熔合形成一體化。
文檔編號(hào)H01L23/498GK101221940SQ20071000162
公開日2008年7月16日 申請(qǐng)日期2007年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月9日
發(fā)明者北川幸久 申請(qǐng)人:興亞株式會(huì)社