CN107409472B - 配线基板 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及配线基板。配线基板(12)是具有绝缘基板(18)、配置在该绝缘基板(18)表面的表面配线层(20、22)、以及配置在所述绝缘基板(18)内部的内部配线层(24)的配线基板(12)；绝缘基板(18)的结晶相至少以Al2O3或含有Al2O3的化合物为主晶相，Al2O3的晶体粒径小于1.5μm，表面配线层和内部配线层含有铜和钨、或者铜和钼、或者铜和钨及钼，钨和钼的粒径小于1.0μm，表面配线层及内部配线层的表面粗糙度Ra小于2.5μm。

Description

配线基板
技术领域
本发明涉及配线基板，涉及适合用于例如内部安装有振子等元件的陶瓷制封装、高频用电路基板等的配线基板。
背景技术
作为现有的配线基板，例如具有使用了氧化铝等陶瓷的绝缘基板的配线基板，已知有例如日本专利第3827447号公报、日本专利第3493310号公报、日本专利第3537698号公报及日本专利第3898400号公报中记载的配线基板。
日本专利第3827447号公报中记载了一种配线基板，其具备：层叠多个由主晶相的平均晶体粒径为1.5～5.0μm的氧化铝质陶瓷构成的绝缘层而成的绝缘基板、配置在绝缘基板内部的内部配线层、以及配置在绝缘基板表面的表面配线层。该配线基板中，铜向内部配线层周围的陶瓷中的扩散距离为20μm以下，且包含绝缘基板的形成有表面配线层的基板表面的表面粗糙度(Ra)为1μm以下的烧结表面。
日本专利第3493310号公报中记载了一种配线基板，其具备：陶瓷制的绝缘基板、以及通过与绝缘基板同时烧成而在该绝缘基板的内部和表面形成的表面配线层和内部配线层。该配线基板中，表面配线层以10～70体积％的比例含有铜、以30～90体积％的比例含有钨和/或钼，在该表面配线层的表面通过镀敷法被覆形成有金属层。内部配线层以20～80体积％的比例含有铜、以20～80体积％的比例含有钨和/或钼。内部配线层和被覆形成有金属层的表面配线层的薄层电阻均为6mΩ/sq.以下。
日本专利第3537698号公报中记载了一种配线基板，其具备：由陶瓷构成的绝缘基板、以及在该绝缘基板的至少表面上的表面配线层，所述陶瓷以铝为主成分且以MnO2换算计为2.0～10.0重量％的比例含有锰化合物，并且相对密度为95％以上。表面配线层通过与绝缘基板同时烧成而形成，且以10～70体积％的比例含有铜、以30～90体积％的比例含有钨和/或钼，且在包含铜的基质中，作为平均粒径1～10μm的粒子而分散含有钨和/或钼。
日本专利第3898400号公报中记载了一种配线基板，其在由以氧化铝为主成分的陶瓷构成的绝缘基板的至少表面，被覆形成有金属化配线层，该金属化配线层以10～70体积％的比例含有烧成时熔融的Cu(铜)、以30～90体积％的比例含有钨(W)粒子和/或钼(Mo)粒子。就该配线基板而言，金属化配线层中的Cu与钨粒子和/或钼粒子未分离，金属化配线层的表面为表面粗糙度(Ra)2.5～4.5μm的烧结表面。
发明内容
在上述的日本专利第3827447号公报、日本专利第3493310号公报、日本专利第3537698号公报及日本专利第3898400号公报中，记载有希望提高配线层对于绝缘基板的密合性，但并未记载具体为何种程度的密合力，并且因主晶相的粒径大，因而在提高密合力方面存在界限。
本发明是考虑这样的课题而完成的，其目的在于提供能够在低的烧成温度制作，并能够谋求配线层对于绝缘基板的密合性的提高的配线基板。
[1]本发明所涉及的配线基板，其为具有绝缘基板、配置在所述绝缘基板表面的表面配线层、以及配置在所述绝缘基板内部的内部配线层的配线基板，所述绝缘基板的结晶相至少以Al2O3或含有Al2O3的化合物为主晶相，所述Al2O3的晶体粒径小于1.5μm，所述表面配线层和所述内部配线层含有铜和钨、或者铜和钼、或者铜和钨及钼，所述钨和钼的粒径小于1.0μm，所述表面配线层和所述内部配线层的表面粗糙度Ra小于2.5μm。表面粗糙度Ra进一步优选为2.0μm以下。
[2]本发明中，优选至少所述表面配线层与所述绝缘基板之间的粘接强度为2kgf/mm2以上。
[3]本发明中，优选绝缘基板为烧结体。在该情况下，优选在温度1200～1350℃烧结。优选为1200～1300℃。
[4]本发明中，所述绝缘基板的结晶相，除了所述主晶相之外，可以仅含有BaAl2Si2O8结晶相。
[5]在这种情况下，所述绝缘基板优选含有以Al2O3换算计89.0～92.0质量％的Al、以SiO2换算计2.0～5.0质量％的Si、以MnO换算计2.0～5.0质量％的Mn、以MgO换算计0～2.0质量％的Mg、以及以BaO换算计0.05～2.0质量％的Ba。
[6]本发明中，所述绝缘基板的结晶相可以以Al2O3和ZrO2为主晶相，此外还含有Mn3Al2(SiO4)3或MgAl2O4。
[7]在这种情况下，优选含有以Al2O3换算计70.0～90.0质量％的Al、以ZrO2换算计10.0～30.0质量％的Zr；在将Al2O3与ZrO2的合计设为100质量％时，含有以MnO换算计2.0～7.0质量％的Mn、以SiO2换算计2.0～7.0质量％的Si、以BaO换算计0.5～2.0质量％的Ba、以MgO换算计0～2.0质量％的Mg。
[8]本发明中，所述绝缘基板的结晶相可以以3Al2O3·2SiO2为主晶相，此外还含有Al2O3及ZrO2。
[9]在这种情况下，优选含有以Al2O3换算计40.0～70.0质量％的Al、以ZrO2换算计5.0～40.0质量％的Zr、以SiO2换算计10.0～30.0质量％的Si、以及以MnO换算计2.0～8.0质量％的Mn。
[10]另外，可以含有Ba、Ti、Y、Ca及Mg中的至少一种元素，在将Al2O3、ZrO2、SiO2和MnO的合计设为100质量％时，在含有Ba的情况下，可以以BaO换算计含有1.5质量％以下，在含有Ti的情况下，可以以TiO2换算计含有1.5质量％以下，在含有Y的情况下，可以以Y2O3换算计含有1.5质量％以下，在含有Ca的情况下，可以以CaO换算计含有1.5质量％以下，在含有Mg的情况下，可以以MgO换算计含有1.5质量％以下。
根据本发明所涉及的配线基板，能够在低的烧成温度进行制作，并能够谋求配线层对于绝缘基板的密合性的提高。
附图说明
图1是表示具有本实施方式所涉及的配线基板的陶瓷封装的截面图。
图2是表示陶瓷封装的制造方法的工序框图。
具体实施方式
以下，一边参照图1和图2一边说明将本发明所涉及的配线基板适用于陶瓷封装的实施方式例。另外，本说明书中，表示数值范围的“～”作为包含记载在其前后的数值作为下限值和上限值的意思而使用。
陶瓷封装10构成如下：依次层叠本实施方式所涉及的配线基板12、框体14、以及盖体16。
配线基板12具有：绝缘基板18、形成在绝缘基板18的上表面的上表面配线层20、形成在绝缘基板18的下表面的下表面配线层22、形成在绝缘基板18内部的内部配线层24、将该内部配线层24与下表面配线层22电连接的第一导通孔26a、以及将内部配线层24与上表面配线层20电连接的第二导通孔26b。
该陶瓷封装10中，在绝缘基板18的上表面与框体14所围成的收纳空间28中，水晶振子30介由导体层32与上表面配线层20电连接。并且，为了保护水晶振子30，在框体14的上表面，盖体16介由玻璃层34气密性密封。
对于上述的陶瓷封装10，示出了在收纳空间28内安装有水晶振子30的示例，但除此之外也可以安装电阻体、过滤器、电容器、半导体元件中的至少一种以上。
并且，构成陶瓷封装10的绝缘基板18、框体14及盖体16由相同的陶瓷基体构成。
构成绝缘基板18等的陶瓷基体，以Al2O3为主晶相，除此之外，仅含有BaAl2Si2O8结晶相。
具体地，优选含有以Al2O3换算计89.0～92.0质量％的Al、以SiO2换算计2.0～5.0质量％的Si、以MnO换算计2.0～5.0质量％的Mn、以MgO换算计0～2.0质量％的Mg、以BaO换算计0.05～2.0质量％的Ba。
绝缘基板18等如下制作：在制作含有89.0～92.0质量％的Al2O3粉末、2.0～5.0质量％的SiO2粉末、3.2～8.1质量％的MnCO3粉末(以MnO换算计2.0～5.0质量％)、0～2.0质量％的MgO粉末、0.06～2.6质量％的BaCO3粉末(以BaO换算计0.05～2.0质量％)的成型体后，通过将成型体在1200～1350℃(优选1200～1300℃)烧成。
在这种情况下，对于Al2O3，优选原料(Al2O3粉)的平均粒度为0.3～2.5μm，且形成烧结体时的Al2O3的晶体粒径为0.3～1.5μm。Al2O3的晶体粒径进一步优选为0.5～1.0μm。
另外，原料的平均粒度是指在通过激光衍射散射式粒度分布测定法(HORIBA制，LA-920)测定得到的体积基准粒度分布中，自小粒径侧起的通过率累计(累计通过率)为50％的粒径。
形成烧结体时的晶体粒径，如以下操作而求得。即，用扫描电子显微镜对烧结体的表面进行拍摄时，调整扫描电子显微镜的倍率以使所拍摄的图像整体中摄得500～1000个左右的晶体粒子。并且，使用图像处理软件将所拍摄的图像中任意100个以上的晶体粒子分别换算为正圆，根据由此得到的粒径的平均值而算出。
MgO粉末作为Al2O3的烧结助剂而添加，SiO2粉末作为Al2O3的烧结助剂并为了生成Mn2SiO4玻璃相、谋求烧结温度的降低而添加。BaCO3粉末用于抑制生成硬度增高的MnAl2O4而添加。
以往，含有TiO2粉末、Ce2O3粉末、Fe3O4粉末中的任意一种以上，但由于介电损耗正切增大，因此优选尽量不含这些粉末。即使含有这些粉末也为0.1质量％以下。在1MHz～10GHz时，介电损耗正切优选为30×10-4以下。进一步优选为15×10-4以下，更优选为10×10-4以下。由此，能够将配线基板12适用于高频用电路基板，优选。
需说明的是，根据需要，也可以作为着色剂而含有1.0质量％以下的Mo氧化物、W氧化物。
由此，能够在1200～1350℃(优选1200～1300℃)这样的低温烧结，能够实现弯曲强度为600MPa以上的绝缘基板18。“弯曲强度”是指4点弯曲强度，是指根据JISR1601(精细陶瓷的弯曲试验方法)在室温测定的值。
需说明的是，通过将Al的含量设为以Al2O3换算计89.0～92.0质量％，从而所生成的Al2O3的量成为最佳，即使烧成温度上升，也能够抑制Al2O3的晶体粒径增大，更容易谋求弯曲强度的提高。
通过将Mg的含量设为以MgO换算计0～2.0质量％，从而能够抑制烧结温度的高温化，能够抑制氧化铝的颗粒生长，能够抑制强度下降。
通过将Si的含量设为以SiO2换算计2.0～5.0质量％，从而能够抑制所生成的玻璃相的量下降，容易实现在1200～1350℃(优选1200～1300℃)时的致密化，另外，能够抑制所生成的玻璃相的软化温度的下降以及气孔率的增大。进而，能够抑制弯曲强度的下降。
通过将Mn的含量设为以MnCO3换算计3.2～8.1质量％，从而能够抑制所生成的玻璃相的量下降，容易实现在1200～1350℃(优选1200～1300℃)时的致密化，另外，能够抑制所生成的玻璃相的软化温度的下降以及气孔率的增大。进而，能够抑制弯曲强度的下降。
通过将Ba的含量设为以BaO换算计0.05～2.0质量％，从而容易抑制MnAl2O4的生成，能够抑制强度下降。另外，能够抑制烧结温度的高温化，抑制氧化铝的颗粒生长，能够抑制强度下降。
因而，通过以上述比例含有Al、Si、Mn、Mg及Ba，能够提高所生成的玻璃相的强度，其结果，弯曲强度增高，能够促进使用了本实施方式所涉及的配线基板12的陶瓷封装10的小型化。并且，能够在低的烧成温度进行制作，有利于成本的低廉化。进而，通过所生成的BaAl2SiO8结晶相，可以抑制硬度极度增高，能够降低通过按压辊进行芯片切割时的缺口的产生率，能够提高生产率。
配线基板12由于采用上述的绝缘基板18来构成，因此弯曲强度为600MPa以上。如果弯曲强度低于600MPa，则有可能因在二次安装时受到热应力而损坏。或者，有可能因操作时、使用时的冲击等而损坏。如果弯曲强度为600MPa以上，则能够避免这样的损坏的风险。
另外，即使不对构成绝缘基板18等的陶瓷基体进行表面研磨而作为陶瓷封装10的绝缘基板18和盖体16使用，也能够防止在气密性密封盖体16时的损坏，能够改善陶瓷封装10的制造成本和可靠性。
并且，由于构成绝缘基板18等的陶瓷基体具有如上所述的组成，因此能够在温度1200～1350℃(优选1200～1300℃)这样的低温进行烧结。因此，通过将陶瓷基体的前驱体(烧成前的成型体)与各种配线层(上表面配线层20、下表面配线层22、内部配线层24)及导通孔(第一导通孔26a、第二导通孔26b)同时烧成，从而能够制作配线基板12，能够将制造工序简单化。
进而，在该配线基板12中，各种配线层含有铜和钨、或者铜和钼、或者铜和钨及钼，钨的粒径和钼的粒径(烧成后)小于1.0μm。进一步优选为0.7μm以下。
烧成后的各种配线层中所含的钨和/或钼的粒径如以下操作而求得。即，用扫描电子显微镜拍摄各种配线层的表面时，调整扫描电子显微镜的倍率以使所拍摄的图像整体中摄得500～1000个左右的钨粒子和/或钼粒子。并且，使用图像处理软件将所拍摄的图像中100个以上的钨粒子和/或钼粒子分别换算为正圆，根据由此得到的粒径的平均值而算出。
另外，配线基板12中，上表面配线层20和下表面配线层22的表面粗糙度Ra小于2.5μm。优选为1.7μm以上小于2.5μm，进一步优选为1.7μm以上2.0μm以下。表面粗糙度通过激光显微镜(株式会社KEYENCE制：VK-9700)以倍率500倍对上表面配线层20和下表面配线层22的表面进行测定。
上表面配线层20和下表面配线层22与绝缘基板18的粘接强度为2kgf/mm2以上。如果在该范围，则在配线基板12的制造过程、搬运过程中、作为陶瓷封装使用的过程等中，上表面配线层20和下表面配线层22不会发生剥离(包括部分剥离、全部剥离)，有助于成品率的提高、可靠性的提高。
这里，粘接强度是表示绝缘基板18与导体(上表面配线层20和下表面配线层22等)的密合力的概念。具体地，是指在平面形状为正方形且一边长度为2mm的导体图案上焊接将直径0.6mm的包锡软铜线弯曲成L字型而得的引线，以20mm/sec的拉伸速度垂直拉伸时的拉伸强度。为了确保焊料的润湿性可以对该导体图案实施镀Ni。
接着，参照图2对本实施方式所涉及的具有配线基板12的陶瓷封装10的制造方法进行说明。
首先，图2的步骤S1a中，准备含有89.0～92.0质量％的Al2O3粉末、2.0～5.0质量％的SiO2粉末、3.2～8.1质量％的MnCO3粉末、0～2.0质量％的MgO粉末、0.06～2.6质量％的BaCO3粉末的混合粉末，步骤S1b中，准备有机成分(粘合剂)，步骤S1c中，准备溶剂。
如上所述，Al2O3粉末的平均粒度优选为0.3～2.5μm。SiO2粉末的平均粒度优选为0.1～2.5μm。MnCO3粉末的平均粒度优选为0.5～4.0μm。MgO粉末的平均粒度优选为0.1～1.0μm。BaCO3粉末的平均粒度优选为0.5～4.0μm。
在步骤S1b中准备的有机成分(粘合剂)可例举树脂、表面活性剂、增塑剂等。作为树脂，可例举聚乙烯醇缩丁醛，作为表面活性剂，可例举如叔胺，作为增塑剂可例举邻苯二甲酸酯(例如邻苯二甲酸二异壬酯：DINP)。
在步骤S1c中准备的溶剂，可例举醇系溶剂、芳香族系溶剂。作为醇系溶剂，可例举IPA(异丙醇)，作为芳香族系溶剂，可例举如甲苯。
并且，在接下来的步骤S2中，在上述混合粉末中混合有机成分和溶剂并使其分散后，在步骤S3中，通过冲压法、刮板法、轧制法、注射法等公知的成型方法制作作为陶瓷基体的前驱体的陶瓷成型体(也记为陶瓷带)。例如在混合粉末中添加有机成分、溶剂并配制成浆料后，通过刮板法形成预定厚度的陶瓷带。或者，在混合粉末中加入有机成分，通过冲压成型、轧制成型等制作预定厚度的陶瓷带。
步骤S4中，将陶瓷带切割、加工成所希望的形状，制作第一基板用的大面积的第一带、第二基板用的大面积的第二带、框体用的第三带、以及盖体用的第四带，进而，通过微型钻头加工、激光加工等，形成用于形成第一导通孔26a和第二导通孔26b的贯通孔。
接着，步骤S5中，对于如上所述制作的第一带和第二带，通过丝网印刷、凹版印刷等方法印刷涂布用于形成上表面配线层20、下表面配线层22、内部配线层24的导体浆料，进一步，根据所需，在贯通孔内填充导体浆料。
导体浆料中，作为导体成分，使用Cu和W的混合物、或者Cu和Mo的混合物、或者Cu和W及Mo的混合物，在其中以例如1～20质量％尤其是8质量％以下的比例添加Al2O3粉末、或者SiO2粉末、或者与陶瓷基体等同的粉末。由此，能够在将导体层的导通电阻维持得低的情况下提高氧化铝烧结体与导体层的密合性，能够防止镀敷脱落等不良情况的发生。
其后，步骤S6中，将印刷涂布了导体浆料的第一带和第二带以及框体用的第三带进行对位，并层叠压接，制作层叠体。
然后，步骤S7中，通过例如刀切在层叠体的两面形成用于芯片分割的分割槽。
接下来的步骤S8中，在含有5％以上氢气的氢气与氮气的合成气体(forming gas)气氛例如H2/N2＝30％/70％的合成气体气氛(加湿器温度25～47℃)中，在1200～1350℃(优选1200～1300℃)的温度范围对层叠体和第四带进行烧成。由此，制得将层叠体和导体浆料同时烧成而成的层叠原板(多电子部件基板)。通过该烧成，如上所述，可以制作结晶相以Al2O3为主晶相，除此之外，仅含有BaAl2Si2O8结晶相的陶瓷基体即多电子部件基板。
通过使烧成气氛为如上所述的合成气体气氛，能够防止导体浆料中的金属的氧化。烧成温度优选为上述的温度范围。若烧成温度低于1200℃，则致密化不充分，弯曲强度达不到600MPa，另外，若高于1350℃，则构成层叠体的第一带、第二带和第三带的收缩率的偏差增大，尺寸精度下降。这关系到成品率的下降，导致成本的高价格化。当然，如果烧成温度增高，则存在相应地在设备方面花费成本这样的问题。
接着，步骤S9中，对上述的多电子部件基板进行镀敷处理，在形成于该多电子部件基板表面的上表面配线层20和下表面配线层22形成包含Ni、Co、Cr、Au、Pd及Cu中的至少一种的镀敷。
然后，步骤S10中，将多电子部件基板通过按压辊等按压并分割为多个(芯片分割)，制作具有收纳空间28的多个配线基板12。步骤S11中，在多个配线基板12的各收纳空间28中，分别在上表面配线层20隔着导体层23安装水晶振子30。
并且，步骤S12中，通过在各配线基板12的上表面，利用形成有密封用的玻璃层34的陶瓷制盖体16进行气密性封装，从而完成内部安装有水晶振子30的多个陶瓷封装10。
该陶瓷封装10的制造方法中，如上所述，可以制作结晶相以Al2O3为主晶相，除此之外仅含有BaAl2Si2O8结晶相的、弯曲强度为600MPa以上的陶瓷基体。即，能够在低的烧成温度制作能够谋求陶瓷封装10等的小型化和薄型化、以及弯曲强度提高的陶瓷基体，并能够降低陶瓷基体及使用了陶瓷基体的制品的成本。
构成上述陶瓷封装10的绝缘基板18的陶瓷基体的构成为：结晶相以Al2O3为主晶相，除此之外仅含有BaAl2Si2O8结晶相；但也可以采用下述说明的第一变形例～第二变形例所涉及的陶瓷基体。
(第一变形例)
第一变形例所涉及的陶瓷基体的结晶相以Al2O3和ZrO2为主晶相，除此之外，还含有Mn3Al2(SiO4)3或MgAl2O4。
具体地，优选含有以Al2O3换算计70.0～90.0质量％的Al、以ZrO2换算计10.0～30.0质量％的Zr，在将Al2O3与ZrO2的总量设为100质量％时，含有以MnO换算计2.0～7.0质量％的Mn、以SiO2换算计2.0～7.0质量％的Si、以BaO换算计0.5～2.0质量％的Ba、以MgO换算计0～2.0质量％的Mg。
第一变形例所涉及的陶瓷基体如下制作：在制作例如含有70.0～90.0质量％的Al2O3粉末、10.0～30.0质量％的ZrO2粉末、2.0～7.0质量％的MnO粉末、2.0～7.0质量％的SiO2粉末、0.5～2.0质量％的BaO粉末、0～2.0质量％的MgO粉末的成型体后，将成型体在1200～1350℃烧成。该陶瓷基体的弯曲强度为650MPa以上。
(第二变形例)
第二变形例所涉及的陶瓷基体的结晶相以3Al2O3·2SiO2为主晶相，除此之外，还含有Al2O3及ZrO2。
作为瓷器组成，优选含有以Al2O3换算计40.0～70.0质量％的Al、以ZrO2换算计5.0～40.0质量％的Zr、以SiO2换算计10.0～30.0质量％的Si、以MnO换算计2.0～8.0质量％的Mn。
作为添加剂，可以含有Ba、Ti、Y、Ca及Mg中的至少一种元素。优选在将Al2O3、ZrO2、SiO2和MnO的合计设为100质量％时，在含有Ba的情况下，以BaO换算计含有1.5质量％以下，在含有Ti的情况下，以TiO2换算计含有1.5质量％以下，在含有Y的情况下，以Y2O3换算计含有1.5质量％以下，在含有Ca的情况下，以CaO换算计含有1.5质量％以下，在含有Mg的情况下，以MgO换算计含有1.5质量％以下。
第二变形例所涉及的陶瓷基体如下制作：在制作例如含有50.0～93.0质量％的3Al2O3·2SiO2(莫来石)粉末、5.0～40.0质量％的ZrO2粉末、0～36.0质量％的Al2O3粉末、0～16.0质量％的SiO2粉末、2.0～8.0质量％的MnO粉末的成型体后，将成型体在1200～1400℃烧成。该陶瓷基体的弯曲强度为450MPa以上。
对于使用了上述第一变形例和第二变形例所涉及的陶瓷基体的配线基板，也能够在低温烧结，能够形成可谋求配线层对于绝缘基板的密合性提高的配线基板。
在上述例中，示出了将配线基板适用于陶瓷封装的例子，但也可适用于高频用电路基板。
实施例
关于实施例1～9、比较例1，制作与图1所示的配线基板12同样的配线基板，确认了表面配线层和内部配线层的薄层电阻、表面配线层和内部配线层中所含的W和Mo的粒径、表面配线层的表面粗糙度Ra、以及绝缘基板18的晶体粒径、结晶相、抗折强度(弯曲强度)和表面配线层的粘接强度。所制得的配线基板，形成如图1所示的上表面配线层、下表面配线层和内部配线层，省略了第一导通孔及第二导通孔的形成。
[绝缘基板]
作为绝缘基板18，如下表1所示，使用了6种绝缘基板(No.1～6)。以下，对其明细进行说明。
[表1]
(绝缘基板No.1)
作为原料粉末的主成分使用了Al2O3粉末。Al2O3粉末的平均粒径为1.1μm。另外，烧成后的绝缘基板的组成为Al2O3：92.5质量％、SiO2：4.0质量％、MnO：2.9质量％、MgO：0.3质量％、BaO：0.2质量％。
(绝缘基板No.2)
Al2O3粉末的平均粒径为0.5μm，除此之外，与绝缘基板No.1相同。
(绝缘基板No.3)
烧成后的绝缘基板的组成为Al2O3：89.6质量％、SiO2：5.6质量％、MnO：4.1质量％、MgO：0.4质量％、BaO：0.3质量％，除此之外，与绝缘基板No.2相同。
(绝缘基板No.4)
作为原料粉末的主成分，使用了Al2O3粉末和ZrO2粉末。其中，Al2O3粉末的平均粒径为1.1μm。另外，烧成后的绝缘基板的组成为Al2O3：68.8质量％、ZrO2：18.7质量％、SiO2：4.8质量％、MnO：5.3质量％、MgO：1.0质量％、BaO：1.3质量％。
(绝缘基板No.5)
作为原料粉末的主成分，使用了3Al2O3·2SiO2粉末和ZrO2粉末。另外，烧成后的绝缘基板的组成为Al2O3：50.5质量％、ZrO2：24.1质量％、SiO2：19.9质量％、MnO：4.4质量％、BaO：1.1质量％。
(绝缘基板No.6)
作为原料粉末的主成分，使用了Al2O3粉末。Al2O3粉末的平均粒径为1.8μm。另外，烧成后的绝缘基板的组成为Al2O3：94.0质量％、SiO2：3.0质量％、MgO：3.0质量％。
<实施例1>
在绝缘基板No.1的原料粉末中混合作为有机成分的聚乙烯醇缩丁醛、叔胺和邻苯二甲酸酯(邻苯二甲酸二异壬酯：DINP)，混合作为溶剂的IPA(异丙醇)和甲苯并使其扩散，从而调制浆料，然后，通过刮板法制作厚度60～270μm的陶瓷带。并且，将陶瓷带切割、加工成所希望的形状，制作第一带～第四带。
对于第一带和第二带，印刷涂布用于形成表面配线层(上表面配线层、下表面配线层)和内部配线层的导体浆料。导体浆料中，作为导体成分使用了Cu和W的混合物。烧成后的导体部的组成为Cu:12vol％、W:88vol％。
然后，将印刷涂布了导体浆料的第一带和第二带进行对位，进行层叠压接，从而制作层叠体。将该层叠体以及第三带和第四带在烧成温度(最高温度)1350℃、H2+N2的合成气体气氛中烧成，制作实施例1所涉及的配线基板以及第一陶瓷基板和第二陶瓷基板。表面配线层和内部配线层通过同时烧成而形成。第一陶瓷基板用于确认晶体粒径和结晶相，第二陶瓷基板用于确认抗折强度。在以下的实施例2～9以及比较例1中，也同样制作第一陶瓷基板和第二陶瓷基板。对于上表面配线层，为了测定粘接强度而设为平面形状为正方形且一边长度为2mm的大小。
<实施例2>
将用于形成表面配线层(上表面配线层、下表面配线层)和内部配线层的烧成后的导体部的组成设为Cu:18vol％、W：82vol％，除此之外，与实施例1同样地操作，制作了实施例2的配线基板。
<实施例3>
使用绝缘基板No.2的原料粉末并将烧成后的导体部的组成设为Cu:23vol％、W：77vol％，将烧成温度(最高温度)设为1270℃，除此之外，与实施例1同样地操作，制作了实施例3的配线基板。
<实施例4>
将烧成后的导体部的组成设为Cu:35vol％、W：65vol％，除此之外，与实施例3同样地操作，制作了实施例4的配线基板。
<实施例5>
使用绝缘基板No.3的原料粉末并将烧成后的导体部的组成设为Cu:45vol％、W：55vol％，将烧成温度(最高温度)设为1200℃，除此之外，与实施例1同样地操作，制作了实施例5的配线基板。
<实施例6>
将烧成后的导体部的组成设为Cu:53vol％、W：47vol％，除此之外，与实施例5同样地操作，制作了实施例6的配线基板。
<实施例7>
使用Cu和Mo的混合物作为导体浆料的导体成分，并将烧成后的导体部的组成设为Cu:53vol％、Mo：47vol％，除此之外，与实施例5同样地操作，制作了实施例7的配线基板。
<实施例8>
使用绝缘基板No.4的原料粉末并将烧成后的导体部的组成设为Cu:15vol％、W：85vol％，将烧成温度(最高温度)设为1310℃，除此之外，与实施例1同样地操作，制作了实施例8的配线基板。
<实施例9>
使用绝缘基板No.5的原料粉末并将烧成后的导体部的组成设为Cu:25vol％、W：75vol％，将烧成温度(最高温度)设为1290℃，除此之外，与实施例1同样地操作，制作了实施例9的配线基板。
<比较例1>
使用绝缘基板No.6的原料粉末并将烧成后的导体部的组成设为Cu:5vol％、W：95vol％，将烧成温度(最高温度)设为1500℃，除此之外，与实施例1同样地操作，制作了比较例1的配线基板。
[评价方法]
如以下所示，确认了表面配线层和内部配线层的薄层电阻、W和Mo的粒径、以及表面配线层的表面粗糙度Ra。
(薄层电阻)
以4端子法测定上表面配线层、下表面配线层和内部配线层的各薄层电阻，将其平均值作为薄层电阻。
(W和Mo的粒径)
在用扫描电子显微镜对上表面配线层、下表面配线层和内部配线层的表面进行拍摄时，调整扫描电子显微镜的倍率以使所拍摄的图像整体中摄得500～1000个左右的W粒子和Mo粒子。并且，使用图像处理软件将拍摄的图像中任意100个以上的W粒子和Mo粒子分别换算为正圆，根据由此得到的粒径的平均值而算出。
(表面粗糙度Ra)
通过激光显微镜(株式会社KEYENCE制：VK-9700)以倍率500倍对上表面配线层和下表面配线层的各表面进行测定，将其平均值设为表面粗糙度Ra。
(粘接强度)
在平面形状为正方形且一边长度为2mm的上表面配线层焊接将直径0.6mm的包锡软铜线弯曲成L字型的引线，测定以20mm/sec的拉伸速度垂直拉伸时的拉伸强度。评价基准以粘接强度2kgf/mm2为界点，将比其高的范围分为3个阶段A、B及C，将粘接强度最高的范围设为A，随着粘接强度降低依次评价为B、C。另外，将粘接强度小于2kgf/mm2评价为D。
如以下所示，确认了绝缘基板的晶体粒径、结晶相和抗折强度(弯曲强度)。
(Al2O3的晶体粒径)
在用扫描电子显微镜如上所述对粉末化前的各第一陶瓷基板的表面进行拍摄时，调整扫描电子显微镜的倍率以使所拍摄的图像整体中摄得500～1000个左右的结晶粒子。并且，使用图像处理软件将所拍摄的图像中任意100个以上的晶体粒子分别换算为正圆，根据由此得到的粒径的平均值而算出。
(结晶相)
通过X射线衍射鉴定各第一陶瓷基板。将相对于氧化铝的主峰(104面)的强度具有3％以上的主峰强度作为是否含有结晶相的判定基准。即，根据相对于氧化铝的主峰的强度为3％以上的主峰强度的位置(峰位置)、米勒指数以及晶格常数等，确认了所含有的结晶相。
(抗折强度)
根据JISR1601的4点弯曲强度试验，在室温对各第二陶瓷基板进行测定。
[评价结果]
将实施例1～9和比较例1的评价结果示于下述表2中。
[表2]
实施例1～9均为Al2O3的晶体粒径小于1.5μm，钨或钼的粒径小于1.0μm，表面配线层的表面粗糙度Ra小于2.5μm。其结果是，能够将表面配线层和内部配线层的薄层电阻降低至6.0mΩ/sq.以下，粘接强度也为2kgf/mm2以上。
其中，实施例5～7中，Al2O3的晶体粒径小于1.0μm，且表面配线层的表面粗糙度Ra小于2.0μm，因此能够将表面配线层和内部配线层的薄层电阻降低至3.0mΩ/sq.以下，粘接强度的评价也为A。
另外，实施例1～7的绝缘基板，除了Al2O3的结晶相之外，含有BaAl2Si2O8结晶相，实施例8的绝缘基板，除了Al2O3的结晶相之外，含有ZrO2结晶相和MgAl2O4结晶相，实施例9的绝缘基板，除了Al2O3的结晶相之外，含有ZrO2结晶相和3Al2O3·2SiO2结晶相，因此获得了600MPa以上的抗折强度。
与此相对，比较例1的粘接强度的评价为D。这是由于绝缘基板的晶体粒径大，为4.0μm，表面配线层的表面粗糙度Ra也大，为3.0μm，因而可以认为表面配线层对于绝缘基板的密合性下降。另外，比较例1的表面配线层和内部配线层的薄层电阻高，为8.0mΩ/sq.。并且，比较例1的绝缘基板，作为结晶相仅为Al2O3结晶相，因此抗折强度低，为550MPa。
需说明的是，显而易见地，本发明所涉及的配线基板，并不限定于上述实施方式，只要不脱离本发明的主旨，可以采用各种构成。

Claims (11)

1.一种配线基板，其为具有绝缘基板(18)、配置在所述绝缘基板(18)表面的表面配线层(20、22)、以及配置在所述绝缘基板(18)内部的内部配线层(24)的配线基板，其特征在于，
所述绝缘基板(18)的结晶相至少以Al2O3或含有Al2O3的化合物为主晶相，所述Al2O3的晶体粒径小于1.5μm，
所述表面配线层(20、22)和所述内部配线层(24)含有铜和钨、或者铜和钼、或者铜和钨及钼，
所述钨和钼的粒径小于1.0μm，
所述表面配线层(20、22)和所述内部配线层(24)的表面粗糙度Ra小于2.5μm。
2.根据权利要求1所述的配线基板，其特征在于，至少所述表面配线层(20、22)与所述绝缘基板(18)之间的粘接强度为2kgf/mm2以上。
3.根据权利要求1所述的配线基板，其特征在于，所述绝缘基板(18)为烧结体。
4.根据权利要求2所述的配线基板，其特征在于，所述绝缘基板(18)为烧结体。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的配线基板，其特征在于，所述绝缘基板(18)的结晶相，除了所述主晶相之外，仅含有BaAl2Si2O8结晶相。
6.根据权利要求5所述的配线基板，其特征在于，所述绝缘基板(18)含有以Al2O3换算计89.0～92.0质量％的Al、以SiO2换算计2.0～5.0质量％的Si、以MnO换算计2.0～5.0质量％的Mn、以MgO换算计0～2.0质量％的Mg、以BaO换算计0.05～2.0质量％的Ba。
7.根据权利要求1～4中任一项所述的配线基板，其特征在于，所述绝缘基板(18)的结晶相以Al2O3和ZrO2为主晶相，此外还含有Mn3Al2(SiO4)3或MgAl2O4的结晶相。
8.根据权利要求7所述的配线基板，其特征在于，其含有以Al2O3换算计70.0～90.0质量％的Al、以ZrO2换算计10.0～30.0质量％的Zr；在将Al2O3与ZrO2的合计设为100质量％时，含有以MnO换算计2.0～7.0质量％的Mn、以SiO2换算计2.0～7.0质量％的Si、以BaO换算计0.5～2.0质量％的Ba、以MgO换算计0～2.0质量％的Mg。
9.根据权利要求1～4中任一项所述的配线基板，其特征在于，所述绝缘基板(18)的结晶相以3Al2O3·2SiO2为主晶相，此外还含有Al2O3和ZrO2。
10.根据权利要求9所述的配线基板，其特征在于，其含有以Al2O3换算计40.0～70.0质量％的Al、以ZrO2换算计5.0～40.0质量％的Zr、以SiO2换算计10.0～30.0质量％的Si、以MnO换算计2.0～8.0质量％的Mn。
11.根据权利要求10所述的配线基板，其特征在于，其含有Ba、Ti、Y、Ca及Mg中的至少一种元素，
在将Al2O3、ZrO2、SiO2和MnO的合计设为100质量％时，
在含有Ba的情况下，以BaO换算计含有1.5质量％以下，
在含有Ti的情况下，以TiO2换算计含有1.5质量％以下，
在含有Y的情况下，以Y2O3换算计含有1.5质量％以下，
在含有Ca的情况下，以CaO换算计含有1.5质量％以下，
在含有Mg的情况下，以MgO换算计含有1.5质量％以下。
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