[發(fā)明專利]銅導(dǎo)體糊劑、銅導(dǎo)體填充通孔的襯底的制造方法、電路襯底、電子部件、半導(dǎo)體封裝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910204039.4
• 申請日: 2009-09-30
• 公開（公告）號: CN101930959A
• 公開（公告）日: 2010-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林耀廣;黑田浩太郎;豆崎修
• 申請（專利權(quán)）人: 三之星機(jī)帶株式會社
• 主分類號: H01L23/488
• 分類號: H01L23/488;H01L21/48;H01L23/15;H05K1/09;H05K3/40
• 代理公司: 中原信達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 樊衛(wèi)民;郭國清

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及為了使形成于襯底上的多層配線電路導(dǎo)通而填充到通孔中并進(jìn)行煅燒而使用的銅導(dǎo)體糊劑、及將該銅導(dǎo)體糊劑填充到通孔中后進(jìn)行高溫煅燒的銅導(dǎo)體填充通孔的襯底的制造方法，還涉及銅導(dǎo)體填充通孔的襯底、電路襯底、電子部件、半導(dǎo)體封裝。?

背景技術(shù)

為了高密度安裝電動/電子部件，使用表里兩面配線等的多層電路襯底。在該多層電路襯底中，形成于襯底上的多層導(dǎo)體電路的導(dǎo)通連接通過設(shè)置在襯底上的通孔來進(jìn)行。而且，特別是在使用陶瓷襯底等耐熱性襯底作為襯底的情況下，利用通孔連接導(dǎo)體電路，一般是將導(dǎo)體糊劑填充到通孔中來進(jìn)行。?

該高溫煅燒型的導(dǎo)體糊劑，例如是含有導(dǎo)電性金屬粉末、玻璃粉末、有機(jī)載體等而配制的糊劑，將導(dǎo)體糊劑填充到形成于襯底上的通孔中后，將其高溫煅燒，由此可使填充在通孔中的糊劑變成導(dǎo)體，從而進(jìn)行導(dǎo)體電路的連接。?

但是，當(dāng)將導(dǎo)體糊劑填充到通孔中并煅燒時(shí)，存在如下問題：因煅燒時(shí)導(dǎo)電性金屬粉末收縮，填充在通孔中的導(dǎo)體收縮，導(dǎo)體從通孔內(nèi)脫落或在與導(dǎo)體電路之間發(fā)生導(dǎo)通不良。?

因此，在專利文獻(xiàn)1中，將膨脹劑添加在導(dǎo)體糊劑中，通過在將導(dǎo)體糊劑填充到通孔中并進(jìn)行煅燒時(shí)使膨脹劑膨脹，來防止填充在通孔中的導(dǎo)體收縮。?

但是，如上所述使導(dǎo)體糊劑含有膨脹劑時(shí)，存在可能會使填充在通孔中的導(dǎo)體的導(dǎo)電性下降的問題。另外，膨脹劑是通過煅燒時(shí)被氧化而膨脹，需要在氧化氣氛中進(jìn)行煅燒，在銅導(dǎo)體糊劑那樣的易氧化金屬糊劑的情況下，因?yàn)閷?dǎo)體金屬也被氧化而致使導(dǎo)電性顯著下降，所以不能應(yīng)用。?

另外，在專利文獻(xiàn)2中，通過將氧化釕粉末添加到導(dǎo)體糊劑中，可減少煅燒收縮。但是，在銀導(dǎo)體糊劑的情況下，可以確認(rèn)收縮減少的效果，而在銅導(dǎo)體糊劑的情況下，由專利文獻(xiàn)2的圖3可看出，產(chǎn)生的煅燒收縮率為10％以上，通過添加氧化釕粉末來減少銅導(dǎo)體糊劑的煅燒收縮的效果小。?

專利文獻(xiàn)1：日本特開平9-46013號公報(bào)?

專利文獻(xiàn)2：日本特開平7-94840號公報(bào)?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的，其目的在于，提供一種通孔填充用銅導(dǎo)體糊劑，其填充到通孔中并煅燒時(shí)可減少收縮的產(chǎn)生，可以防止銅導(dǎo)體脫落或發(fā)生導(dǎo)通不良，另外，其目的還在于提供一種銅導(dǎo)體填充通孔的襯底的制造方法，在將銅導(dǎo)體糊劑填充到通孔中并煅燒時(shí)防止收縮的產(chǎn)生，可以防止銅導(dǎo)體脫落或發(fā)生導(dǎo)通不良，并且，其目的還在于提供使用這種銅導(dǎo)體糊劑的銅導(dǎo)體填充通孔的襯底、電路襯底、電子部件、半導(dǎo)體封裝。?

本發(fā)明的通孔填充用銅導(dǎo)體糊劑是填充到耐熱性襯底的通孔中并在非氧化性氣氛下煅燒的類型，其特征在于，由煅燒引起的體積變化率為8％以下，且煅燒后的銅導(dǎo)體的電阻率為10μΩ·cm以下。?

根據(jù)本發(fā)明，銅導(dǎo)體糊劑煅燒時(shí)的體積變化率為8％以下，即小至?+8％～-8％，將銅導(dǎo)體糊劑填充到通孔中并煅燒時(shí)可減少收縮的產(chǎn)生，防止銅導(dǎo)體從通孔中脫落或通孔與導(dǎo)體電路發(fā)生導(dǎo)通不良，另外，煅燒后的銅導(dǎo)體的電阻率小至10μΩ·cm以下，具有良好的導(dǎo)電特性。?

另外，本發(fā)明的通孔填充用銅導(dǎo)體糊劑，其特征在于，至少含有銅粉末、玻璃粉末、有機(jī)載體，銅粉末是由10～30質(zhì)量％的粒徑小于1μm的粉末、和70～90質(zhì)量％的粒徑為1～50μm的粉末構(gòu)成的混合粉末，而且振實(shí)密度為6.0g/cc以上，且銅導(dǎo)體糊劑中的有機(jī)成分含量為8.5質(zhì)量％以下。?

作為這樣的銅粉末，是由10～30質(zhì)量％的粒徑小于1μm的粉末、70～90質(zhì)量％的粒徑為1～50μm的粉末構(gòu)成的混合粉末，而且通過使用振實(shí)密度為6.0g/cc以上的粉末，且使用銅導(dǎo)體糊劑中的有機(jī)成分含量為8.5質(zhì)量％以下的粉末，可以制作在保持良好的填充性的同時(shí)銅粉的含量高的銅導(dǎo)體糊劑，可以煅燒成如上所述的低電阻率的銅導(dǎo)體。另外，該銅導(dǎo)體糊劑可以大幅減少填充到通孔中后由溶劑干燥及高溫煅燒引起的收縮，可以使銅導(dǎo)體的體積變化率如上所述減小。?

另外，本發(fā)明的特征在于，銅的上述混合粉末的平均比表面積為0.3～0.6m²/g。?

銅在空氣中等氧化性氣氛下加熱時(shí)發(fā)生氧化，但由具有這樣的平均比表面積的混合銅粉構(gòu)成的銅導(dǎo)體糊劑在空氣中加熱時(shí)，銅粉的表面被氧化，隨著銅成為氧化銅，體積適當(dāng)膨脹，可以彌補(bǔ)糊劑因除去溶劑而引起的體積收縮。另外，被表面氧化的銅粉在其后的非活性氣氛下煅燒時(shí)被還原成金屬銅，在煅燒過程中，銅粉表面的氧化銅層阻礙銅粉的燒結(jié)(使之延遲)，可以減少銅粉的燒結(jié)收縮。?

另外，本發(fā)明的特征在于，相對于銅導(dǎo)體糊劑總量含有0.5～10質(zhì)量％的氧化銅粉。?