專利名稱：厚膜電路元件及其制造方法
技術領域：
本發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：
過去，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來鍵合連接半導體芯片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16。這里，鍵合接點16例如由Cu薄 片構成，在厚膜電極布線12形成后通過另外的安裝工序來進行安裝。然而，若安裝鍵合接點16,則在絕緣性基片ll上需要鍵合接點 16的空位，這對厚膜混合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的鍵合來直接連接半導體芯片上的電極 13a和Ag-Pd類厚膜等厚膜電極布線12。但同時指出若用普通方法 直接連接，則達不到充分的接合強度，在可靠性方面存在問題(例如 參照特開平6-244230號公報)。發明內容本發明是根據上述情況而提出的，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度來直接鍵合 連接與半導體芯片上的電極相連接的鋁線。為了解決上述問題，本發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類厚膜進行熔合形成一體化。若采用上述本發明，則由于采用把Ag-Pt類厚膜和Ag-Pd類厚膜 重疊起來的多層導電性厚膜，所以，能夠獲得精致的導電性厚膜。并 且，若在上述多層導電性厚膜上進行鋁線的鍵合連接，則能夠獲得充 分的連接強度。因此，過去需要的Cu薄片的鍵合接點的安裝已不再 需要，能夠高密度安裝元件，可以使厚膜電路元件小型化，同時可以 簡化生產工序。


圖l是本發明第1實施方式的厚膜電路元件的部分斷面圖。 圖2是本發明的厚膜電極布線和過去的厚膜電極布線的鍵合強度 對比曲線。圖3A是Ag-Pt類厚膜的單層結構時的表面的掃描型電子顯微鏡 放大照片。圖3B是Ag-Pt類厚膜的單層結構時的斷面的掃描型電子顯微鏡 放大照片。圖3C是Ag-Pd類厚膜的單層結構時的表面的掃描型電子顯微鏡 放大照片。圖3D是Ag-Pd類厚膜的單層結構時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類厚膜的積層結構時的表面的掃 描型電子顯微鏡放大照片。圖3F是Ag-Pt類厚膜和Ag-Pd類厚膜的積層結構時的斷面的掃 描型電子顯微鏡放大照片。圖4是表示本發明的厚膜混合IC的制造工序的一例的流程圖。圖5是過去的厚膜電路元件的部分斷面圖。
具體實施方式
以下參照附圖，詳細說明本發明的實施方式。而且，各圖中對于具有同一功能的構件或要素，標注同一符號進行說明。圖l表示本發明一實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 構。例如，其厚度，各層約為12nm,合計約為24nm。并且，其寬度， 例如為500 600nm，與過去的Cu薄片等所構成的鍵合接點16的寬度 相比較，約相當于1/2。該厚膜電路元件是厚膜混合IC，安裝半導體芯片(棵芯片)13 作為有源元件；安裝無圖示的電阻元件和電容元件作為無源元件。半 導體芯片13借助于導電性粘合劑等而被固定在絕緣性基片ll上所設 置的接合點14上。在半導體芯片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，半導體芯片13和厚膜電極布線12由鋁線 15進行連接。鋁線15的鍵合利用超聲波鍵合法來進行，可以獲得與 半導體芯片上的電極13a良好接觸的接合性，同時可以獲得和厚膜電 極布線12的連接部良好接觸的接合性。圖2表示本發明的Ag-Pt類厚膜和Ag-Pd類厚膜的積層結構、 Ag-Pt類厚膜的單層結構、和Ag-Pd類厚膜的單層結構中的、鍵合強 度進行對比。如圖所示，Ag-Pt類厚膜的單層結構，整體的鍵合強度 低，而且鍵合強度的誤差大。Ag-Pd類厚膜的單層結構，鍵合強度比 Ag-Pt類厚膜的單層結構好，但尚不夠理想。對此，Ag-Pt類厚膜和Ag-Pd類厚膜的積層結構，能夠達到的鍵 合強度等于圖5所示的過去例的安裝了鍵合接點時的強度。因此，如 上所述，可以取消過去例的鍵合接點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，可以使過去例的鍵合接點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 安裝過去例的鍵合接點16。所以，可以簡化生產工序，減少工時。圖3A 圖3F表示Ag-Pt類厚膜的單層結構、Ag-Pd類厚膜的單層結構、Ag-Pt類厚膜和Ag-Pd類厚膜的積層結構的表面和斷面的掃 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 層結構(圖3A、囝3B)、和Ag-Pd類厚膜的單層結構(圖3C、團 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 類厚膜的積層結構(圖3E、圖3F)的情況下，厚膜是致密的層。這 樣，因為厚膜是致密的層，所以如上所述，能夠獲得良好的鋁線鍵合 強度。如圖3F所示，在Ag-Pt類厚膜和Ag-Pd類厚膜的積層結構的情 況下，燒結時兩者進行熔合，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，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，兩者進行熔合后，既不妨礙導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，準備氧化鋁基 片。然后在上述氧化鋁基片上絲網印刷Ag-Pt類厚膜漿料，干燥后在 高溫下燒結，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，布置由Ag-Pd類厚膜構成的電極布線層。而 且，該重疊印刷也可以對全部厚膜電極布線圖形來進行。在厚膜電極 布線圖形中，也可以僅對鋁線的鍵合連接部來進行。通過局部進行重 疊印刷，可以減少昂貴的Ag-Pt類厚膜漿料的使用量。以下利用導電性粘合劑粘接或者回流焊接方法，來安裝半導體芯 片，以及片狀電阻和片狀電容器等無源元件。然后，利用超聲波焊接 把鋁線焊接到半導體芯片上的電極和厚膜電極布線的鍵合連接部，對 鋁線進行布線連接。這樣，可以制作不需要過去的Cu薄片等鍵合接 點的、能夠高密度安裝的厚膜混合IC。而且，對上述重疊印刷，說明了對Ag-Pt類厚膜漿料進行印刷、 燒結后，把Ag-Pd類厚膜漿料重疊印刷到上述Ag-Pt類厚膜電極圖形 上進行燒結的例子。但也可以是，對Ag-Pt類厚膜漿料進行印刷、干燥，對Ag-Pd類厚膜漿料進行重疊印刷、干燥后，對兩者同時進行燒結。并且，上迷實施方式說明了厚膜混合IC的例子，但對進衧鋁線 的鍵合連接的其他形式的厚膜電路元件也同樣適用。以上說明了本發明的一實施方式。但本發明并不僅限于上述實施 方式，不言而喻，在該才支術思想范圍內，可以按各種不同的方式來實施o
權利要求
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類厚膜重疊起來的、鋁線鍵合連接部。
2、 如權利要求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 準備絕緣性基片，在上述絕緣性基片上布置由Ag-Pt類厚膜構成的電極布線層， 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度來直接鍵合連接與半導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進行熔合形成一體化。
文檔編號H01L23/498GK101221940SQ20071000162
公開日2008年7月16日 申請日期2007年1月9日 優先權日2007年1月9日
發明者北川幸久 申請人:興亞株式會社