JP2002050865A

JP2002050865A - ガラスセラミック配線基板及びその製造方法

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Publication number: JP2002050865A
Application number: JP2000231745A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Tomisako; 正浩冨迫; Satoshi Hamano; 智濱野; Toshiaki Shigeoka; 俊昭重岡; Kazuyoshi Kodama; 和善児玉; Tetsuya Kimura; 哲也木村
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2000-07-31
Filing date: 2000-07-31
Publication date: 2002-02-15

Abstract

(57)【要約】【課題】微細で低抵抗であるとともに、接着強度の高い
配線導体層を具備するガラスセラミック配線基板を提供
する。【解決手段】ガラスセラミックスからなる少なくとも１
層の絶縁層２ａ〜２ｄからなる絶縁基板２と、絶縁基板
２の表面および／または内部に形成されるとともに、金
属粒子の含有量が９９．５重量％以上の高純度金属導体
からなる配線導体層３と、少なくとも一部の配線導体層
３と絶縁基板２との界面に形成され、ガラス中に金属粒
子が分散した接着層４を具備するガラスセラミック配線
基板（多層配線基板）１を作製する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多層配線基板及び
半導体素子収納用パッケージなどに適したガラスセラミ
ック配線基板およびその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来技術】近年、高集積化が進むＩＣやＬＳＩ等の半
導体素子を搭載する半導体素子収納用パッケージや、各
種電子部品が搭載される混成集積回路装置等に適用され
る配線基板においては、高密度化、低抵抗化、小型軽量
化が要求されており、アルミナ系セラミック材料に比較
して低い誘電率が得られ、配線導体層としてＣｕ等の低
抵抗金属を用いることができることから、焼成温度が１
０００℃以下のいわゆるガラスセラミック配線基板が一
層注目されている。

【０００３】従来、このようなガラスセラミック配線基
板において、配線導体層を形成する手法としては、Ｃ
ｕ、Ａｇ等の金属からなる配線導体を主成分とし、ガラ
ス粉末やセラミック粉末と有機ビヒクルを添加したメタ
ライズペーストを、スクリーン印刷法等によって絶縁基
板上に印刷する方法によって形成されている。しかし、
このような手法を用いた場合、配線幅１００μｍ以下を
形成するのが困難であり、今後必要とされる更なる高密
度化、小型軽量化の達成を阻む原因であった。電気抵抗
についてもペーストで配線導体層を形成させるために空
隙が多く存在し、低抵抗化が困難という問題があった。

【０００４】そこで、ガラスセラミックグリーンシート
における配線導体層を、エッチングによって配線パター
ンを形成した金属箔によって形成する手法が知られてい
る（特開昭６３−１４４９３）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように金属箔等の高純度金属にて配線導体層を形成する
方法では、配線導体層の金属含有量が多く、メタライズ
ペーストのようなガラス等の結合材がないために、配線
導体層の絶縁基板に対する接合状態が悪く絶縁基板表面
に形成した配線導体層の接着強度が低下するという問題
があった。

【０００６】また、高純度金属からなる配線導体層の熱
膨張係数が高いために、ガラスセラミック絶縁基板との
熱膨張係数差が大きく、該絶縁基板と配線導体層との界
面に熱応力が発生して接着強度の低下の要因となった
り、場合によっては両者の界面でクラックや剥離が発生
するという問題があった。

【０００７】特に、配線導体層として、配線基板表面に
実装される電子部品や外部回路との電気的接続を図るた
めの接続パッドや、半導体素子などの電子部品を封止す
るためのシールド用配線導体層等を上記方法によってし
た場合、わずかな外力によって、配線導体層と絶縁基板
との界面にクラックや剥離が発生し、これらの部材が外
れてしまう恐れがあった。

【０００８】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、その目的は、微細で低抵抗な配線導体層と絶
縁基板の接着強度を高め、長期にわたり安定に機械的ま
たは電気的接続が可能な信頼性に優れたガラスセラミッ
ク配線基板とその製造方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
に対して、絶縁基板と高純度金属かならる配線導体層と
の接続構造について検討した結果、配線導体層の絶縁基
板との界面にガラス中に金属粒子を分散した接着層を形
成することによって、配線導体層の絶縁基板への接合状
態を改善し、配線導体層の絶縁基板との接着強度を著し
く高めることができることを知見した。

【００１０】すなわち、本発明のガラスセラミック配線
基板は、ガラスセラミックスからなり、少なくとも１層
の絶縁層からなる絶縁基板と、該絶縁基板の表面および
／または内部に形成され、金属の含有量が９９．５重量
％以上の高純度金属導体からなる複数の配線導体層と、
前記少なくとも一部の配線導体層と前記絶縁基板との界
面に、ガラス中に金属粒子が分散した接着層を形成した
ことを特徴とするものである。

【００１１】ここで、前記接着層の厚みが１〜５μｍで
あること、前記接着層が、ガラス３０〜９０重量％と、
金属粒子１０〜４０重量％と、フィラー成分０〜３０重
量％との比率からなることが望ましい。

【００１２】また、前記ガラスセラミック配線基板の表
面に電子部品を気密に封止するための蓋体が接着される
シールド用配線導体層を形成してなり、該シールド用配
線導体層が金属の含有量が９９．５重量％以上の高純度
金属導体からなるとともに、前記絶縁基板との界面にガ
ラス中に金属粒子が分散した接着層を形成したこと、前
記ガラスセラミック配線基板の表面に配線導体層を外部
回路と接続するための接続パッドを形成してなり、該接
続パッドが金属の含有量が９９．５重量％以上の高純度
金属導体からなるとともに、前記絶縁基板との界面にガ
ラス中に金属粒子が分散した接着層を形成したことが望
ましい。さらには、前記配線導体層が、金属箔からなる
ことが望ましい。

【００１３】また、本発明のガラスセラミック配線基板
の製造方法は、（ａ）ガラスセラミック組成物からなる
グリーンシートを得る工程と、（ｂ）転写シート表面に
金属の含有量が９９．５重量％以上の高純度金属導体か
らなる複数の配線導体層を形成する工程と、（ｃ）前記
工程（ｂ）で得られた転写シート表面に形成された少な
くとも一部の該配線導体層の表面に金属とガラスを含有
する接着層ペーストを被着形成する工程と、（ｄ）前記
（ａ）工程で得られたガラスセラミックグリーンシート
表面に前記（ｂ）工程および（ｃ）工程によって得られ
た転写シートの前記接着層ペースト形成面を接触させて
該接着層ペーストおよび前記配線導体層を転写する工程
と、（ｅ）前記（ｄ）工程によって得られたガラスセラ
ミックグリーンシートを前記高純度金属導体の融点以下
の温度で焼成する工程とを具備することを特徴とするも
のである。

【００１４】ここで、前記（ｅ）工程において、前記ガ
ラスセラミックグリーンシートの少なくとも一方の表面
に難焼結性セラミック材料を主体とする拘束シートを積
層して焼成することが望ましい。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明のガラスセラミック
配線基板について、その一例である多層配線基板の概略
断面図である図１を基に説明する。図１の多層配線基板
１によれば、絶縁基板２は、厚み５０〜５００μｍの複
数のガラスセラミック絶縁層２ａ〜２ｄを積層してなる
積層体から構成され、その絶縁層２ａ〜２ｄ間および絶
縁基板２表面には、厚みが５〜２０μｍ、特に１０〜１
５μｍの高純度金属箔からなる配線導体層３が被着形成
されている。（絶縁基板）ガラスセラミック絶縁層２ａ〜２ｄは、ガ
ラス粉末、あるいはガラス粉末とセラミックフィラー粉
末との混合物を焼成してなるガラスセラミックスによっ
て形成されたものであり、特に、ガラス成分１０〜７０
重量％と、セラミックフィラー成分３０〜９０重量％の
割合からなる組成物を焼成したものであることが望まし
い。

【００１６】また、用いられるガラス成分としては、少
なくともＳｉＯ₂を含み、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｂ₂Ｏ₃、ＺｎＯ、
ＰｂＯ、アルカリ土類金属酸化物、アルカリ金属酸化物
のうちの少なくとも１種以上を含有したものであって、
例えば、ＳｉＯ₂−Ｂ₂Ｏ₃系、ＳｉＯ₂−Ｂ₂Ｏ₃−Ａｌ₂
Ｏ₃系−ＭＯ系（但し、ＭはＣａ、Ｓｒ、Ｍｇ、Ｂａま
たはＺｎを示す）等のホウケイ酸ガラス、アルカリ珪酸
ガラス、Ｂａ系ガラス、Ｐｂ系ガラス、Ｂｉ系ガラスの
群から選ばれる少なくとも１種が挙げられる。これらの
ガラスは焼成処理することによっても非晶質ガラスであ
るもの、また焼成処理によって、アルカリ金属シリケー
ト、クォーツ、クリストバライト、コ−ジェライト、ム
ライト、エンスタタイト、イルメナイト、アノ−サイ
ト、セルジアン、スピネル、ガ−ナイト、ウイレマイ
ト、ドロマイト、ディオプサイド、ペタライトやその置
換誘導体の結晶のうち少なくとも１種を析出するものが
好適に用いられる。

【００１７】また、セラミックフィラーとしては、クォ
ーツ、クリストバライト等のＳｉＯ ₂や、Ａｌ₂Ｏ₃、Ａ
ＬＮ、ＺｒＯ₂、ムライト、フォルステライト、エンス
タタイト、スピネル、マグネシアの群から選ばれる少な
くとも１種が好適に用いられる。（配線導体層）配線導体層３は、９９．５重量％以上の
高純度金属からなる導電材料であり、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐ
ｔ、Ｐｄ、Ａｕの群から選ばれる少なくとも１種の金属
または合金を使用することが可能である。高純度金属導
体としては、スパッタリングや蒸着等の薄膜形成法にて
形成することもできるが、本発明によれば、製造の容易
性、コスト、配線導体層３の保形性の点で金属箔を用い
ることが望ましい。（接着層）本発明によれば、少なくとも一部の配線導体
層３と絶縁基板２との界面に、ガラス中に金属粒子を分
散した接着層４を形成したことが大きな特徴であり、こ
れによって、配線導体層３の絶縁基板２への接着性を改
善し、配線導体層３の接着強度を著しく高めることがで
きる。

【００１８】ここで、接着層４中の金属粒子として、焼
成により高抵抗化合物が生成することを抑制し、接着層
４中にボイドが発生するのを抑制するために、望ましく
は配線層体層３を構成する金属粒子を主成分として含有
し、特に配線層体層３を構成する平均粒径０．５〜１０
μｍ、特に３〜７μｍの金属粒子からなることが望まし
い。なお、上記金属としてＳｉやＣｕ等の焼成によって
酸化して体積膨張する金属を含有せしめると、ガラス粉
末の焼成に伴う接着層４の収縮を抑制することもでき
る。

【００１９】また、ガラス成分としては、絶縁層２ａ〜
２ｄおよび配線導体層３との接着性の点でＳｉＯ₂を含
有し、望ましくは、絶縁基板２を構成するガラスと同じ
成分を含有するガラスからなることが望ましい。また、
接着層４の熱膨張係数および焼結温度を調整するために
上記成分に加えてセラミックフィラー成分を含有しても
よいが、接着層４中の全体組成に対するガラス含有量は
絶縁基板２中の全体組成に対するガラス含有量よりも多
いことが望ましい。

【００２０】なお、上記成分の含有比率は、ガラス３０
〜９０重量％、特に５０〜８０重量％と、金属粒子１０
〜４０重量％、特に２０〜３５重量％、さらに２５〜３
５重量％と、セラミックフィラー０〜３０重量％、０〜
２０重量％との比率からなることが望ましい。

【００２１】また、接着層４の厚みは、接着強度の向上
および配線導体層とビアホール導体との電気的接続性の
点で、０．５〜１０μｍ、特に１〜７μｍ、さらに２〜
５μｍであることが望ましい。

【００２２】さらに、焼成後の冷却時または作動時の熱
応力の発生を抑制する点、絶縁層２ａ〜２ｄと配線導体
層３との接着性を高める点で、接着層４の４０〜４００
℃における熱膨張係数が、絶縁層２ａ〜２ｄと配線導体
層３との間にあることが望ましい。

【００２３】なお、配線導体層３のうち、接着層４を形
成する配線導体層３は、特に、外部回路基板の配線導体
層等の外部回路基板と接続するための金具や半田等から
なる接続パッド（図示せず）や絶縁基板２表面に実装さ
れる半導体素子やアンテナ、フィルタ、コンデンサ等の
電子部品６を接続するための接続用配線導体層５、また
は絶縁基板２表面に実装される電子部品６を気密に封止
する蓋体７を絶縁基板２表面に接続するためのシールド
用配線導体層８のように特に高い接着強度が要求される
ものに対して適用することが望ましい。また、図示して
いないが、必要に応じて、配線基板の表面には、さらに
珪化タンタル、珪化モリブデンなどの厚膜抵抗体膜や配
線保護膜などを形成しても構わない。

【００２４】さらに、配線導体層３のうち、ストリップ
線路、マイクロストリップ線路、コプレーナ線路、導波
管線路等の高周波信号を好適に伝送できる配線導体層３
には、線路の界面抵抗を低減する上で、中心導体とグラ
ンド層との間には接着層４の厚みが１μｍ以下と薄い
か、または接着層４を形成しないものであってもよい。
（ビアホール導体）さらに、各ガラスセラミック絶縁層
２ａ〜２ｄの内部には、厚み方向を貫くように直径が８
０〜２００μｍのビアホール導体１０が形成され、絶縁
層２ａ〜２ｄの両面に形成された配線導体層３間を接続
して所定回路をなす回路網が形成される。ビアホール導
体１０は、上記の配線導体層３と同じ金属成分を主とし
て、所望によりガラスとフィラーとからなる導体が充填
されていることが望ましい。（製造方法）次に、本発明の配線基板を作製する方法に
ついて説明する。まず、上述したような結晶化ガラス又
は非結晶ガラスと前記のセラミック成分を混合してガラ
スセラミック組成物を調製し、その混合物に有機バイン
ダー等を加えた後、ドクターブレード法、圧延法、プレ
ス法などによりシート状に成形して厚さ約５０〜５００
μｍのグリーンシートを作製する。

【００２５】次に、このグリーンシートにレーザーやマ
イクロドリル、パンチングなどにより、直径８０〜２０
０μｍの貫通孔を形成し、その内部に導体ペーストを充
填する。導体ペースト中には、Ｃｕ、Ａｇ等の金属粒子
以外に、ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃−ＲＯ（Ｒ：アルカリ土類
金属）等のガラス粉末を５〜２０重量％と、Ａｌ₂Ｏ₃等
のセラミックフィラーを０〜３０重量％と、アクリル樹
脂などからなる有機バインダーとトルエン、イソプロピ
ルアルコール、アセトンなどの有機溶剤とを均質混合し
て形成される。有機バインダーは、金属粒子１００重量
部に対して０．５〜１５．０重量部、有機溶剤は、固形
成分及び有機バインダー１００重量部に対して、５〜１
００重量部の割合で混合されることが望ましい。

【００２６】次に、このグリーンシートの表面に高純度
金属導体、特に金属箔からなる配線導体層を形成する。
このような金属箔からなる配線導体層は、グリーンシー
トの表面に金属箔を接着した後に周知のフォトエッチン
グ法等の手法によって所望の回路を形成する方法が知ら
れているが、かかる方法ではエッチング液によってグリ
ーンシートを変質させてしまうため、転写法にて形成す
ることが望ましい。

【００２７】転写法による配線導体層の形成方法として
は、まず、高分子材料からなる転写フィルム上に高純度
金属導体、特に金属箔を接着した後、この金属導体の表
面に鏡像のレジストを回路パターン状に塗布した後、エ
ッチング処理およびレジスト除去を行って配線導体層を
形成する。

【００２８】一方、ガラス粉末と金属粒子とセラミック
フィラー粉末とを上述した割合で混合し、これにアクリ
ル樹脂等の有機バインダーを無機成分１００重量部に対
して、０．５〜１５．０重量部と、トルエン、イソプロ
ピルアルコール、アセトン等の有機溶剤を無機成分及び
有機バインダー１００重量部に対して、５〜１００重量
部の割合で添加し、混練して接着層ペーストを作製す
る。

【００２９】そして、上記配線導体層パターン形状のマ
スク等を使用しスクリーン印刷法等にて上記転写フィル
ム表面に形成した配線導体層の表面に接着層ペースト
を、特に、３〜１０μｍの厚み塗布する。なお、この
時、配線導体層の側面にも接着層ペーストを塗布しても
よい。さらに、所望により、塗布した接着層ペーストの
ビアホール導体と接触する部分をレーザー加工等に除去
することが配線導体層とビアホール導体との電気的接続
性を高める点で望ましい。

【００３０】そして、鏡像の配線導体層を形成した転写
フィルムを前記ビアホール導体が形成されたグリーンシ
ートの表面に位置合わせして積層圧着した後、転写フィ
ルムを剥がして転写することにより、ビアホール導体を
接続した配線導体層を具備する一単位のグリーンシート
を形成することができる。なお、この転写の際、積層圧
着を１０ＭＰａ以上の圧力を付与するとともに、６０℃
以上、特に６０〜１２０℃に加熱した状態で行うことに
より、配線導体層の少なくとも一部がグリーンシート表
面から内部に埋設され、さらに絶縁層と配線導体層との
接着強度を高めることができる。

【００３１】その後、同様にして得られた複数のグリー
ンシートを積層圧着して積層体を形成する。グリーンシ
ートの積層には、積み重ねられたグリーンシートに熱と
圧力を加えて熱圧着する方法、有機バインダー、可塑
剤、溶剤等からなる接着剤をシート間に塗布して熱圧着
する方法等が採用可能である。

【００３２】次に、所望により、平面方向の収縮を抑制
するため、グリーンシート積層体の焼成温度で難焼結性
のセラミック材料を主成分とする拘束シートをガラスセ
ラミックグリーンシート積層体の両面又は片面に加圧積
層して積層体を作製する。

【００３３】この拘束シートは、難焼結性セラミック材
料とガラスとからなる無機成分に、有機バインダー、可
塑剤、溶剤等を加えたスラリーをシート状に成形して得
られる。難焼結性セラミック材料としては、具体的には
１０００℃以下の温度で緻密化しないようなセラミック
組成物から構成され、具体的にはＡｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、
ＭｇＯ、ＺｒＯ₂、ＢＮ、ＴｉＯ₂の少なくとも１種以上
又はその化合物（フォルステライト、エンスタタイト
等）の粉末が挙げられる。また、有機バインダー、可塑
剤及び溶剤としてはガラスセラミックグリーンシートで
使用したのと同様の材料が使用可能である。

【００３４】また、拘束シート中には、ガラス成分、特
に、ガラスセラミックグリーンシート中のガラスの拡散
を防止する上で同一のガラスを５〜１５体積％添加する
ことが望ましい。

【００３５】次に、この積層体を１００〜８５０℃、特
に４００〜７５０℃の窒素雰囲気中で加熱処理してグリ
ーンシート内や中間層ペーストまたはビアホール導体ペ
ースト中の有機成分を分解除去した後、８００〜１１０
０℃の酸化性雰囲気または非酸化性雰囲気中で同時焼成
する。なお、焼成の雰囲気は配線導体層の酸化のし易さ
に応じて決定でき、配線導体層としてＣｕを主成分とし
て含有する場合は、窒素等の非酸化性雰囲気にて焼成す
ることが望ましく、また、配線導体層としてＡｇ導体を
用いる場合、焼成雰囲気は大気中で行うことができる。
この焼成の冷却速度が早すぎると、絶縁基板と配線導体
層、拘束シートの熱膨張差によるクラックが発生するた
めに、冷却速度は４００℃／ｈｒ以下であることが望ま
しい。

【００３６】焼成時には反りを防止するために積層体上
面に重しを載せる等して荷重をかけてもよい。荷重は５
０Ｐａ〜１ＭＰａが適当である。その後、拘束シートを
超音波洗浄、研磨、ウォータージェット、ケミカルブラ
スト、サンドブラスト、ウェットブラスト等が挙げられ
る。

【００３７】これによって得られるガラスセラミック配
線基板は、焼成時の収縮が拘束シートによって厚さ方向
だけに抑えられているので、その積層体面内収縮を０．
５％以下に抑えることが可能となり、しかもガラスセラ
ミックグリーンシートは拘束シートによって全面にわた
って均一にかつ確実に結合されているので、拘束シート
の一部剥離等によって反りや変形が起こるのを防止する
ことができる。

【００３８】さらに、上記方法によれば、拘束シートを
用いることによって、接着層の厚みを所定厚みに小さく
でき、薄く、かつ絶縁層と配線導体層とを強固に接着可
能な接着層を容易に形成することができる。

【００３９】

【実施例】まず、平均粒径２μｍの表１に示すガラス粉
末とセラミックフィラー粉末とを秤量し、ガラスセラミ
ック組成物を作製した。それらに、バインダーとしてア
クリル樹脂、可塑剤としてＤＢＰ（ジブチルフタレー
ト）、溶剤としてトルエンとイソプロピルアルコールを
加えて調製したスラリーを用いて、ドクターブレード法
により厚さ５００μｍのグリーンシートを作製した。

【００４０】

【表１】

【００４１】次に、平均粒径が５μｍのＣｕ粉末１００
重量部に対して、ガラス粉末を４重量部と、セラミック
フィラーを４重量部と、有機バインダーとしてアクリル
樹脂と、溶媒としてＤＢＰとを添加混練し、ペースト状
のビアホール導体用ペースト試料を作製した。なお、ガ
ラス粉末およびセラミックフィラーとしては、グリーン
シートとして用いた表１のガラス粉末およびフィラーと
同じものを用い、また、前記ビアホール用ペースト試料
中の有機バインダー量は、主成分に対して２．０重量部
であり、固形成分、有機バインダーに対して７５重量部
の割合で溶剤を加えた。

【００４２】そして、上述のグリーンシートの所定個所
にレーザー加工によりビアホールを形成し、そのビアホ
ール内にスクリーン印刷により上記ビアホール導体用ペ
ーストを充填した。

【００４３】一方、高分子フィルムに、純度９９．５重
量％以上の表２に示す金属箔を接着した後、エッチング
を行い、配線幅５０μｍ、配線間のピッチ５０μｍの配
線導体層を形成した。また、接着強度を測定するため
に、２ｍｍ角サイズのパターンも同時に形成した。

【００４４】他方、平均粒径２μｍの表２に示すガラス
粉末と金属粉末とセラミックフィラー粉末を表２に示す
比率で秤量し、これらの無機成分に対し、アクリル樹脂
６．０重量部、ジブチルフタレート（ＤＢＰ）９重量
部、α−テルピネオール２０重量部、酢酸２−２−ｎ−
ブトキシエトキシエチル５重量部を添加、混合して、接
着層ペーストを作製した。

【００４５】そして、上記配線導体層表面および側面に
接着層ペーストをスクリーン印刷法で、焼成後表２の厚
みとなるように接着層ペーストを形成し、レーザー加工
によってビアホール導体と接触する部分の接着層ペース
トを除去した。

【００４６】次に、上述のビアホールが形成されたグリ
ーンシート表面の所定位置に位置あわせを行いながら転
写シートを積層し、６０℃、１５ＭＰａで熱圧着した。
転写シートを剥がすことにより、ビアホール導体を接続
した配線導体層を具備する一単位の配線導体層を形成し
た。また、これら任意の一単位の配線導体層を５枚積層
した積層体を形成した。

【００４７】一方、拘束シートとして、純度９９．９９
％以上のＡｌ₂Ｏ₃に、前記グリーンシート中のガラス成
分と同じガラスを１０体積％添加した組成物からなる厚
さ２５０μｍの拘束シートを作製した。なおシート作製
時の有機バインダー、可塑剤、溶媒等はグリーンシート
と同様とした。得られた拘束シートをグリーンシート積
層体の両面に６０℃、２０ＭＰａで加圧積層して積層体
を得た。

【００４８】次いで、この積層体を、Ａｌ₂Ｏ₃セッター
に載置して有機バインダー等の有機成分を分解除去する
ために、窒素雰囲気中、７００℃で焼成し、次に窒素雰
囲気中、９００℃で１時間焼成を行った。その後、焼結
しない無機組成物をブラスト処理で除去し、配線基板を
作製した。なお、焼成雰囲気については、試料Ｎｏ．１
４〜１７については大気中にて行った。

【００４９】得られた配線基板を用いて配線導体層の導
通抵抗の評価を行った。評価については、幅５０μｍ、
長さ２０ｍｍの配線導体層の配線抵抗をテスターを用い
て測定し、配線導体層の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥ
Ｍ）、配線導体層の長さを４０倍の顕微鏡を用いて測定
し、得られた面積、長さから比抵抗を算出した。

【００５０】また、ビア導通抵抗に対する接着層の影響
を評価するため、ビア部直上の配線基板表面とビア部直
下の配線基板裏面にテスターの端子をあて、接着層を介
したビア部の抵抗を測定した。測定したビアの径は４０
倍の顕微鏡を用いて測定した。また、ビアの長さはマイ
クロメータを用いて測定した。これらの結果より、接着
層を介したビア部の比抵抗を算出した。結果は表２に示
した。

【００５１】次に、収縮率を絶縁基板の未焼成時の外辺
を顕微鏡で測定し、焼成後の外辺を同様に測定して算出
した。結果は表２に示した。

【００５２】また、接着強度の評価を以下の方法にて行
った。評価は２ｍｍ角のパターン部にφ０．４ｍｍの錫
メッキ銅線を半田を用いて接着し、銅線の端部を１０ｍ
ｍ／秒の速度で引っ張り、パターン部が剥離するまでの
荷重をロードセルにて測定した。結果は表２に示した。

【００５３】

【表２】

【００５４】表２より、接着層を形成しない試料Ｎｏ．
１では、絶縁層と配線導体層との間の接続状態が悪く、
接着強度が低いものであった。また、接着層内に金属粒
子を含有しない試料Ｎｏ．２では、冷却時の熱膨張差に
より配線導体層と接着層との間の接続状態が悪く、比抵
抗が高いものであった。さらに、接着層としてガラスを
含有しない試料Ｎｏ．７では、絶縁層および配線導体層
と接着層との接続状態が悪く、接着強度が低いものであ
った。

【００５５】これに対して、本発明に従い、ガラス中に
金属粒子が分散した接着層を形成した試料Ｎｏ．３〜
６、８〜１７では、いずれも比抵抗が２．１Ω・ｃｍ以
下、接着強度が３８ＭＰａ以上と優れた特性を有するも
のであった。

【００５６】

【発明の効果】以上詳述したとおり、本発明によれば、
配線導体層の絶縁基板接着面にガラス中に金属粒子を分
散した接着層を形成することによって、配線導体層の絶
縁基板への接合状態を改善し、配線導体層の接着強度を
著しく高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のガラスセラミック配線基板の一例であ
る多層配線基板の概略断面図である。

【符号の説明】

１多層配線基板２絶縁基板２ａ〜２ｄ絶縁層３配線導体層４接着層５接続用配線導体層６電子部品７蓋体８シールド用配線導体層１０ビアホール導体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者児玉和善鹿児島県国分市山下町１番４号京セラ株式会社総合研究所内 (72)発明者木村哲也鹿児島県国分市山下町１番４号京セラ株式会社総合研究所内Ｆターム(参考） 5E343 AA02 AA23 AA38 BB05 BB67 CC01 CC07 DD55 DD56 DD62 EE23 EE25 ER35 ER39 FF02 FF08 FF11 GG02 5E346 AA02 AA12 AA15 AA16 AA22 AA32 CC02 CC18 CC41 CC43 DD02 DD12 DD32 DD44 EE24 EE28 EE29 FF18 FF35 GG04 GG05 GG08 GG09 HH11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラスセラミックスからなり、少なくとも
１層の絶縁層からなる絶縁基板と、該絶縁基板の表面お
よび／または内部に形成され、金属の含有量が９９．５
重量％以上の高純度金属導体からなる複数の配線導体層
と、前記少なくとも一部の配線導体層と前記絶縁基板と
の界面に、ガラス中に金属粒子が分散した接着層を形成
したことを特徴とするガラスセラミック配線基板。
【請求項２】前記接着層の厚みが０．５〜１０μｍであ
ることを特徴とする請求項１記載のガラスセラミック配
線基板。
【請求項３】前記接着層が、ガラス３０〜９０重量％
と、金属粒子１０〜４０重量％と、フィラー成分０〜３
０重量％とからなることを特徴とする請求項１または２
記載のガラスセラミック配線基板。
【請求項４】前記ガラスセラミック配線基板の表面に電
子部品を気密に封止するための蓋体が接着されるシール
ド用配線導体層を形成してなり、該シールド用配線導体
層が金属の含有量が９９．５重量％以上の高純度金属導
体からなるとともに、前記絶縁基板との界面にガラス中
に金属粒子が分散した接着層を形成したことを特徴とす
る請求項１乃至３のいずれか記載のガラスセラミック配
線基板。
【請求項５】前記ガラスセラミック配線基板の表面に配
線導体層を外部回路と接続するための接続パッドを形成
してなり、該接続パッドが金属の含有量が９９．５重量
％以上の高純度金属導体からなるとともに、前記絶縁基
板との界面にガラス中に金属粒子が分散した接着層を形
成したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載
のガラスセラミック配線基板。
【請求項６】前記配線導体層が、金属箔からなることを
特徴とする請求項１乃至５のいずれか記載のガラスセラ
ミック配線基板。
【請求項７】（ａ）ガラスセラミック組成物からなるグ
リーンシートを得る工程と、（ｂ）転写シート表面に金
属の含有量が９９．５重量％以上の高純度金属導体から
なる複数の配線導体層を形成する工程と、（ｃ）前記工
程（ｂ）で得られた転写シート表面に形成された少なく
とも一部の該配線導体層の表面に金属とガラスを含有す
る接着層ペーストを被着形成する工程と、（ｄ）前記
（ａ）工程で得られたガラスセラミックグリーンシート
表面に前記（ｂ）工程および（ｃ）工程によって得られ
た転写シートの前記接着層ペースト形成面を接触させて
該接着層ペーストおよび前記配線導体層を転写する工程
と、（ｅ）前記（ｄ）工程によって得られたガラスセラ
ミックグリーンシートを前記高純度金属導体の融点以下
の温度で焼成する工程とを具備することを特徴とするガ
ラスセラミック配線基板の製造方法。
【請求項８】前記（ｅ）工程において、前記ガラスセラ
ミックグリーンシートの少なくとも一方の表面に難焼結
性セラミック材料を主体とする拘束シートを積層して焼
成することを特徴とする請求項６記載のガラスセラミッ
ク配線基板の製造方法。