专利名称：厚膜电路元件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及在氧化铝等绝缘性基片上至少具有厚膜电极布线和半导体芯片的厚膜混合IC等厚膜电路元件及其制造方法。
背景技术：
过去，上述厚膜混合IC广泛用作厚膜电路元件。在混合IC上安 装半导体棵芯片的情况下，如图5所示， 一般采用的连接方法是利 用铝线15来键合连接半导体芯片13上的电极13a和安装在厚膜电极 布线12的一部分上的键合接点16。这里，键合接点16例如由Cu薄 片构成，在厚膜电极布线12形成后通过另外的安装工序来进行安装。然而，若安装键合接点16,则在绝缘性基片ll上需要键合接点 16的空位，这对厚膜混合IC的小型化是一种限制。因此，提出了这 样一种方案，即利用铝线15的键合来直接连接半导体芯片上的电极 13a和Ag-Pd类厚膜等厚膜电极布线12。但同时指出若用普通方法 直接连接，则达不到充分的接合强度，在可靠性方面存在问题(例如 参照特开平6-244230号公报)。发明内容本发明是根据上述情况而提出的，其目的在于提供这样一种厚膜 电路元件，其具有的厚膜电极布线能够以充分的连接强度来直接键合 连接与半导体芯片上的电极相连接的铝线。为了解决上述问题，本发明的厚膜电路元件是具有绝缘性基片和 布置在该基片上的厚膜电极布线的厚膜电路元件，其特征在于上述 厚膜电极布线包括把布置在下层的Ag-Pt类厚膜和布置在上层的 Ag-Pd类厚膜重叠起来的、铝线键合连接部。这里，上述键合连接部是Ag-Pt类厚膜和Ag-Pd类厚膜进行熔合形成一体化。若采用上述本发明，则由于采用把Ag-Pt类厚膜和Ag-Pd类厚膜 重叠起来的多层导电性厚膜，所以，能够获得精致的导电性厚膜。并 且，若在上述多层导电性厚膜上进行铝线的键合连接，则能够获得充 分的连接强度。因此，过去需要的Cu薄片的键合接点的安装已不再 需要，能够高密度安装元件，可以使厚膜电路元件小型化，同时可以 简化生产工序。
图l是本发明第1实施方式的厚膜电路元件的部分断面图。 图2是本发明的厚膜电极布线和过去的厚膜电极布线的键合强度 对比曲线。图3A是Ag-Pt类厚膜的单层结构时的表面的扫描型电子显微镜 放大照片。图3B是Ag-Pt类厚膜的单层结构时的断面的扫描型电子显微镜 放大照片。图3C是Ag-Pd类厚膜的单层结构时的表面的扫描型电子显微镜 放大照片。图3D是Ag-Pd类厚膜的单层结构时的断面的扫描型电子显微镜 放大照片。图3E是Ag-Pt类厚膜和Ag-Pd类厚膜的积层结构时的表面的扫 描型电子显微镜放大照片。图3F是Ag-Pt类厚膜和Ag-Pd类厚膜的积层结构时的断面的扫 描型电子显微镜放大照片。图4是表示本发明的厚膜混合IC的制造工序的一例的流程图。图5是过去的厚膜电路元件的部分断面图。
具体实施方式
以下参照附图，详细说明本发明的实施方式。而且，各图中对于具有同一功能的构件或要素，标注同一符号进行说明。图l表示本发明一实施方式的厚膜电路元件的键合连接部，在氧化铝等绝缘性基片11的表面上，布置厚膜电极布线12,该厚膜电极 布线是下层的Ag-Pt类厚膜12a和上层的Ag-Pd类厚膜12b的积层结 构。例如，其厚度，各层约为12nm,合计约为24nm。并且，其宽度， 例如为500 600nm，与过去的Cu薄片等所构成的键合接点16的宽度 相比较，约相当于1/2。该厚膜电路元件是厚膜混合IC，安装半导体芯片(棵芯片)13 作为有源元件；安装无图示的电阻元件和电容元件作为无源元件。半 导体芯片13借助于导电性粘合剂等而被固定在绝缘性基片ll上所设 置的接合点14上。在半导体芯片13上的电极13a和厚膜电极布线12的连接部上， 分别键合铝线15的两端，半导体芯片13和厚膜电极布线12由铝线 15进行连接。铝线15的键合利用超声波键合法来进行，可以获得与 半导体芯片上的电极13a良好接触的接合性，同时可以获得和厚膜电 极布线12的连接部良好接触的接合性。图2表示本发明的Ag-Pt类厚膜和Ag-Pd类厚膜的积层结构、 Ag-Pt类厚膜的单层结构、和Ag-Pd类厚膜的单层结构中的、键合强 度进行对比。如图所示，Ag-Pt类厚膜的单层结构，整体的键合强度 低，而且键合强度的误差大。Ag-Pd类厚膜的单层结构，键合强度比 Ag-Pt类厚膜的单层结构好，但尚不够理想。对此，Ag-Pt类厚膜和Ag-Pd类厚膜的积层结构，能够达到的键 合强度等于图5所示的过去例的安装了键合接点时的强度。因此，如 上所述，可以取消过去例的键合接点16，把厚膜电极布线12的一部 分作为铝线的连接部。这样，在把厚膜电极布线12的一部分作为铝线 的连接部时，可以使过去例的键合接点16的所需面积大约减小到一 半，可以提高安装密度，减小厚膜混合1C的整体尺寸。并且，不必 安装过去例的键合接点16。所以，可以简化生产工序，减少工时。图3A 图3F表示Ag-Pt类厚膜的单层结构、Ag-Pd类厚膜的单层结构、Ag-Pt类厚膜和Ag-Pd类厚膜的积层结构的表面和断面的扫 描式电子显微镜的1000倍放大照片。如图所示，在Ag-Pt类厚膜的单 层结构(图3A、囝3B)、和Ag-Pd类厚膜的单层结构(图3C、團 3D )的情况下，厚膜是低密度层。与此相反，在Ag-Pt类厚膜和Ag-Pd 类厚膜的积层结构(图3E、图3F)的情况下，厚膜是致密的层。这 样，因为厚膜是致密的层，所以如上所述，能够获得良好的铝线键合 强度。如图3F所示，在Ag-Pt类厚膜和Ag-Pd类厚膜的积层结构的情 况下，烧结时两者进行熔合，所以形成致密的膜。而且，下层的Ag-Pt 类厚膜12a，固有电阻小，与氧化铝基片ll的粘接性良好，具有容易 粘锡的性质，上层的Ag-Pd类厚膜12b，固有电阻值稍大，具有不易 粘锡的性能，两者进行熔合后，既不妨碍导电性厚膜电极与基片的粘 合性等特性，又能够获得具有良好键合性的厚膜。图4表示厚膜混合IC的制造工序的一例。首先，准备氧化铝基 片。然后在上述氧化铝基片上丝网印刷Ag-Pt类厚膜浆料，干燥后在 高温下烧结，布置由Ag-Pt类厚膜形成的电极布线层。然后，把Ag-Pd 类厚膜浆料重叠地丝网印刷到上述Ag-Pt类厚膜电极布线图形上，在 干燥后，在高温下烧结，布置由Ag-Pd类厚膜构成的电极布线层。而 且，该重叠印刷也可以对全部厚膜电极布线图形来进行。在厚膜电极 布线图形中，也可以仅对铝线的键合连接部来进行。通过局部进行重 叠印刷，可以减少昂贵的Ag-Pt类厚膜浆料的使用量。以下利用导电性粘合剂粘接或者回流焊接方法，来安装半导体芯 片，以及片状电阻和片状电容器等无源元件。然后，利用超声波焊接 把铝线焊接到半导体芯片上的电极和厚膜电极布线的键合连接部，对 铝线进行布线连接。这样，可以制作不需要过去的Cu薄片等键合接 点的、能够高密度安装的厚膜混合IC。而且，对上述重叠印刷，说明了对Ag-Pt类厚膜浆料进行印刷、 烧结后，把Ag-Pd类厚膜浆料重叠印刷到上述Ag-Pt类厚膜电极图形 上进行烧结的例子。但也可以是，对Ag-Pt类厚膜浆料进行印刷、干燥，对Ag-Pd类厚膜浆料进行重叠印刷、干燥后，对两者同时进行烧结。并且，上迷实施方式说明了厚膜混合IC的例子，但对进衧铝线 的键合连接的其他形式的厚膜电路元件也同样适用。以上说明了本发明的一实施方式。但本发明并不仅限于上述实施 方式，不言而喻，在该才支术思想范围内，可以按各种不同的方式来实施o
权利要求
1. 一种厚膜电路元件，具有绝缘性基片和布置在该基片上的厚膜电极布线，其特征在于上述厚膜电极布线包括把布置在下层的Ag-Pt类厚膜和布置在上层的Ag-Pd类厚膜重叠起来的、铝线键合连接部。
2、 如权利要求1所述的厚膜电路元件，其特征在于上述键合 连接部是Ag-Pt类厚膜和Ag-Pd类厚膜进行熔合形成一体化。
3、 一种厚膜电路元件的制造方法，其特征在于 准备绝缘性基片，在上述绝缘性基片上布置由Ag-Pt类厚膜构成的电极布线层， 在上述Ag-Pt类厚膜的电极布线层上，重叠布置Ag-Pd类厚膜的 电极布线层。
4、 如权利要求3所述的厚膜电路元件的制造方法，其特征在于 仅对铝线的键合连接部重叠布置上述Ag-Pd类厚膜的电极布线层。
全文摘要
一种厚膜电路元件，其具有厚膜电极布线，能够以足够的连接强度来直接键合连接与半导体芯片上的电极相连接的铝线。该厚膜电路元件是具有绝缘性基片11，布置在上述基片上的厚膜电极布线12的厚膜电路元件，厚膜电极布线12包括一种铝线的键合连接部，它对布置在下层的Ag-Pt类厚膜12a和布置在上层的Ag-Pd类厚膜12b重叠在一起。键合连接部是Ag-Pt类厚膜12a和Ag-Pd类厚膜12b进行熔合形成一体化。
文档编号H01L23/498GK101221940SQ20071000162
公开日2008年7月16日 申请日期2007年1月9日 优先权日2007年1月9日
发明者北川幸久 申请人:兴亚株式会社