JP2002324874A - 配線基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】隣接する配線層間の距離が短くなり、配線層間
の電気絶縁の信頼性が低い。 【解決手段】絶縁基体１の内部に複数の内部配線層２
を、表面に前記内部配線層２と電気的に接続する複数の
接続パッド３を形成して成る配線基板５であって、前記
内部配線層２をタングステンおよび／またはモリブデン
と銅とで形成するとともに、接続パッド３をタングステ
ンおよび／またはモリブデンと鉄族金属とで形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体素子等を搭載
するための配線基板に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体素子等が搭載される配線基
板は、一般にアルミナセラミックスを絶縁基体とし、そ
の表面および内部にタングステンやモリブデンなどの高
融点金属からなる配線層を被着形成したセラミック配線
基板が多用されている。

【０００３】半導体素子等は配線基板上に搭載されると
ともにその電極がボンディングワイヤ等の導電性接続部
材を介して絶縁基体表面の配線層と電気的に接続され、
電気信号が絶縁基体内部の配線層を介して外部の電気回
路との間で出し入れされる。

【０００４】ところが、従来から多用されているセラミ
ック配線基板は配線層がタングステン等の高融点金属で
形成されており、該高融点金属は電気抵抗率が高い（電
気抵抗率（２０℃）で、タングステン：５．５×１０^-6
Ω・ｃｍ、モリブデン：５．７×１０^-6Ω・ｃｍ）こと
から配線層を、半導体素子等の演算速度の高速化等に対
応して十分に低抵抗とすることができないという欠点が
あった。

【０００５】そこで、この従来の欠点を解決する方法と
して、本出願人は先に酸化アルミニウムを主成分とする
相対密度が９５％以上のセラミックスから成る絶縁基体
と、該絶縁基体の表面および／または内部に銅を１０〜
７０体積％、タングステンおよび／またはモリブデンを
３０〜９０体積％の割合で含有したメタライズ層（配線
層）を具備する配線基板およびその製造方法を提案した
（特開２００１−１８８４５３号参照）。

【０００６】この配線基板によれば、メタライズ層（配
線層）が低抵抗の銅を含有するため配線層を形成する導
体の電気抵抗を低く（電気抵抗率（２０℃）で約３〜５
×１０^-6Ω・ｃｍ）することができ、また絶縁基体が酸
化アルミニウム質焼結体等から成り、かつ相対密度が高
く緻密であるため熱伝導性を高くすることもできる。

【０００７】このような配線基板は、例えば、酸化アル
ミニウムを主成分とし、酸化マンガン（ＭｎＯ₂）を
２．０〜６．０重量％の割合で含有するセラミック成分
をシート状に成形して得た複数枚のセラミックグリーン
シートの表面に、銅粉末を１０〜７０体積％、平均粒径
が１〜１０μｍのタングステンおよび／またはモリブデ
ンを３０〜９０体積％の割合で含有してなる導体ペース
トを印刷塗布し、このセラミックグリーンシートを上下
に積層するとともに、非酸化性雰囲気中で１２００〜１
５００℃の温度で焼成することによって製作される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、半導体
素子等の高機能・高集積化にともない、その電極が高密
度で隣接間隔を非常に狭くして形成されるようになって
いること、これに対応して配線基板の配線層のうち半導
体素子等の電極とボンディングワイヤ等を介して接続さ
れる接続パッドとして作用する部位は、高密度で、隣接
間隔を、例えば７５μｍ以下と、非常に狭くして形成す
る必要があること、さらに上記配線基板は、配線層を低
抵抗とすることができるものの、配線層に含有される銅
の融点以上の温度で焼成されるため、焼成時、銅が絶縁
基体中に移動、拡散し易いこと等から、上記配線基板に
おいては、配線層のうち、絶縁基体表面に形成され半導
体素子等の電極とボンディングワイヤ等を介して接続す
る部位において、拡散した銅により隣接する配線層間で
電気絶縁性の劣化や電気的短絡等の不具合が誘発される
という問題があった。

【０００９】特に前記配線層のうちボンディングワイヤ
等の導電性接続部材が接続される部位は、通常、ボンデ
ィングワイヤ等の接続を容易とするためにニッケル、金
等のめっき層が被着されるため、めっき層の被着の際、
絶縁基体中に拡散した銅成分の露出表面にもめっき金属
が被着して絶縁基体表面にめっき広がりを生じ、隣接す
る配線層間で電気絶縁性の劣化や電気的短絡等の不具合
がより一層発生し易くなってしまうという問題があっ
た。

【００１０】本発明は上記欠点に鑑み案出されたもの
で、その目的は絶縁基体の内部に形成した配線層を低抵
抗とし、かつ絶縁基体表面にボンディングワイヤ等の接
続パッドとして作用する配線層を高密度で、かつ隣接配
線層間で電気絶縁性の低下等の不具合を誘発することな
く形成することが可能な、低電気抵抗かつ小型・高密度
の配線基板を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の配線基板は、絶
縁基体の内部に複数の内部配線層を、表面に前記内部配
線層と電気的に接続する複数の接続パッドを形成して成
る配線基板であって、前記内部配線層をタングステンお
よび／またはモリブデンと銅とで形成するとともに、接
続パッドをタングステンおよび／またはモリブデンと鉄
族金属とで形成したことを特徴とするものである。

【００１２】また本発明の配線基板は、前記接続パッド
の隣接間隔が５０μｍ〜７５μｍであることを特徴とす
るものである。

【００１３】本発明の配線基板によれば、電気信号の主
要な導電路となる内部配線層がタングステンおよび／ま
たはモリブデンと銅とから成り、低抵抗の銅（電気抵抗
率（２０℃）で１．７×１０^-6Ω・ｃｍ）を含有するこ
とから、半導体素子の演算速度の高速化に対応して内部
配線層を低抵抗とすることができ、内部配線層を伝播す
る信号の損失を低減し、半導体素子を正常に作動させる
ことができる。

【００１４】また同時に本発明の配線基板によれば、接
続パッドがタングステンおよび／またはモリブデンと鉄
族金属とから成り低融点の銅を含有しないことから、接
続パッドが高密度で形成されたとしても、隣接する接続
パッド間で銅の移動、拡散に起因する電気絶縁性の低下
や電気的短絡等の不具合を誘発することはなく、配線基
板を小型・高密度化することができる。

【００１５】さらに前記接続パッドは、含有する鉄族金
属の作用により内部配線層と同時焼成で形成することが
できる。

【００１６】なお、前記絶縁基体の内部に形成される配
線層は、半導体素子等の電極と直接接続する必要がない
ことから、その隣接間隔を、絶縁基体表面の接続パッド
として作用する部位に比べて広くすることができ、隣接
配線層間の電気絶縁性の低下等の不具合を誘発すること
はほとんどない。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に、本発明の配線基板の一実施
例について、添付の図面を基に説明する。図１は、本発
明の配線基板を半導体素子搭載用の配線基板に用いた場
合の一実施例を示し、１は絶縁基体、２は内部配線層、
３は接続パッドであり、これらの絶縁基体１、内部配線
層２、接続パッド３により半導体素子４を搭載する配線
基板５が形成される。

【００１８】（絶縁基体）本発明において、絶縁基体１
は半導体素子４を搭載、支持する基体として作用し、酸
化アルミニウム質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、
炭化珪素質焼結体等のセラミック焼結体により形成され
上面に半導体素子４が搭載される。

【００１９】また前記絶縁基体１は、その熱伝導性およ
び機械的強度を良好とする上では、相対密度９５％以上
の高緻密体から構成されるものであることが望ましい。

【００２０】更に本発明では、前記絶縁基体１は、内部
配線層２との同時焼成による保形性を達成する上では、
１２００℃乃至１５００℃の低温で焼成することが必要
となるが、本発明によれば、このような低温での焼成に
おいても相対密度９５％以上に緻密化することが望まし
い。

【００２１】かかる観点から、本発明における絶縁基体
１は、例えば、酸化アルミニウムを主成分とするもの、
具体的には酸化アルミニウムを９０重量％以上の割合で
含有するものが好適に使用され、第２の成分として、Ｍ
ｎ化合物をＭｎＯ₂換算で２．０乃至６．０重量％の割
合で含有するものが望ましい。即ち、マンガン化合物が
２．０重量％よりも少ないと、１２００℃乃至１５００
℃での緻密化が達成されにくく、また６．０重量％より
も多いと絶縁基体１の絶縁性が低下する。マンガン化合
物の最適な範囲はＭｎＯ₂換算で３乃至７重量％であ
る。

【００２２】また、この絶縁基体１中には、第３の成分
として、ＳｉＯ₂およびＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ等のア
ルカリ土類元素酸化物を低温焼結性を高めるために合計
で０．４乃至８重量％の割合で含有せしめることが望ま
しい。

【００２３】さらに、この絶縁基体１中には、着色成分
や誘電率などの誘電特性の向上のためにＷ、Ｍｏ、Ｃｒ
などの金属を着色成分とし２重量％以下の割合で含んで
もよい。

【００２４】上記酸化アルミニウム以外の成分は、酸化
アルミニウム主結晶相の粒界に非晶質相あるいは結晶相
として存在するが、熱伝導性を高める上で粒界中に助剤
成分を含有する結晶相が形成されていることが望まし
い。

【００２５】また前記絶縁基体１を酸化アルミニウムを
主成分として形成した場合、酸化アルミニウム主結晶相
は、粒状または柱状の結晶として存在するが、これら主
結晶層の平均結晶粒径は、１．５乃至５．０μｍである
ことが望ましい。

【００２６】なお、主結晶相が柱状結晶から成る場合、
上記平均結晶粒径は、短軸径に基づくものである。この
主結晶相の平均結晶粒径が１．５μｍよりも小さいと、
高熱伝導化が難しく、平均粒径が５．０μｍよりも大き
いと基板材料として用いる場合に要求される十分な強度
が得られにくくなるためである。

【００２７】このような絶縁基体１は、例えば、酸化ア
ルミニウムを主成分とする原料粉末に有機バインダーや
溶剤を添加してスラリー（泥漿状物）となすとともに、
これをドクターブレード法等でシート状に成形して得た
セラミックグリーンシートを非酸化性雰囲気中、１２０
０℃〜１５００℃の温度で焼成することにより形成され
る。

【００２８】（内部配線層）内部配線層２は、絶縁基体
１の内部に所定のパターンで形成され、後述するように
ビア導体６等を介して接続パッド３と電気的に接続して
おり、半導体素子４の電極を外部に導出する導電路とし
て作用する。

【００２９】前記内部配線層２は、予め絶縁基体１とな
るセラミックグリーンシートに所定の貫通孔を、レーザ
ー加工法やパンチング加工法等で形成しておくととも
に、タングステンおよび／またはモリブデン粉末と、銅
粉末とを所定の割合で有機溶剤、バインダーとともに混
練してなる導電ペーストを前記セラミックグリーンシー
トの表面および貫通孔内にスクリーン印刷法等で印刷充
填することにより形成することができる。

【００３０】この場合、前記内部配線層２は、半導体素
子等の電極と直接接続する必要がないことから、その隣
接間隔を後述する接続パッド３に比べて広くすることが
でき、焼成時、銅が絶縁基体１中に移動、拡散すること
による隣接配線層間の電気絶縁性の低下を防止するた
め、７５μｍを超える隣接間隔で形成することが好まし
い。また同時に前記内部配線層２は、配線基板の小型、
高密度化のためには、その隣接間隔を１５０μｍ以下と
することが好ましい。従って、前記内部配線層２は、隣
接間隔が１５０μｍ以下かつ７５μｍを超える範囲とな
るようにして形成することが好ましい。

【００３１】また前記内部配線層２は、銅を１０乃至７
０体積％、タングステンおよび／またはモリブデンを３
０乃至９０体積％の割合で含有することが望ましい。こ
れは、内部配線層２の低抵抗化と、上記絶縁基体１との
同時焼結性を達成するとともに、内部配線層２の同時焼
成時の保形性を維持するためであり、上記銅量が１０体
積％よりも少なく、タングステンやモリブデン量が９０
体積％よりも多いと、内部配線層２を形成する導体の抵
抗が高く（電気抵抗率で約５．５×１０^-6Ω・ｃｍ以
上）なる。また銅量が７０体積％よりも多く、タングス
テンやモリブデン量が３０体積％よりも少ないと、内部
配線層２の保形性が低下し、内部配線層２においてにじ
みが発生したり、溶融した銅によって内部配線層が凝集
して断線が生じるとともに絶縁基体１と内部配線層２の
剥離が発生するためである。最適な組成範囲は、銅を４
０乃至６０体積％、タングステンおよび／またはモリブ
デンを６０乃至４０体積％である。

【００３２】また、本発明においては、内部配線層２に
おけるタングステンおよび／またはモリブデンは、平均
粒径１乃至１０μｍの球状或いは数個の粒子による焼結
粒子として銅からなるマトリックス中に分散含有してい
ることが望ましい。これは、上記平均粒径が１μｍより
も小さい場合、内部配線層２の保形性が悪くなるととも
に組織が多孔質化し、内部配線層２の抵抗も高くなり、
１０μｍを超えると銅のマトリックスがタングステンや
モリブデンの粒子によって分断されてしまい内部配線層
２の抵抗が高くなったり、銅成分が分離してにじみなど
が発生するためである。タングステンおよび／またはモ
リブデンは平均粒径が１．３μｍ乃至５μｍ、特に１．
３乃至３μｍの大きさで分散されていることが最も望ま
しい。

【００３３】また上記内部配線層２中には、絶縁基体１
との密着性を改善するために、アルミナ、または絶縁基
体１と同じ成分のセラミックスを０．０５乃至２体積％
の割合で含有させることも可能である。

【００３４】（接続パッド）接続パッド３は絶縁基体１
表面に形成され、前記内部配線層２とビア導体６等を介
して電気的に接続しており、配線基板５に搭載された半
導体素子４の電極を接続するためのパッドとして作用
し、半導体素子４の電極がボンディングワイヤ７を介し
て接続される。

【００３５】前記接続パッド３は、タングステンおよび
／またはモリブデンと鉄族金属とから形成され、タング
ステンおよび／またはモリブデンの粉末と鉄族金属の粉
末とを有機溶剤、バインダーとともに混練してなる導電
ペーストを絶縁基体１の最表層となるセラミックグリー
ンシートの表面にスクリーン印刷法等で印刷塗布してお
くことにより形成される。

【００３６】前記接続パッド３を内部配線層２と同時焼
成によって形成する場合、その焼成温度が１２００〜１
５００℃の低温で焼成する必要がある。そのため本発明
ではこれを達成するため接続パッド３を、タングステン
および／またはモリブデンに、鉄族金属を含有せしめて
いる。

【００３７】前記接続パッド３を、タングステンおよび
／またはモリブデンに、鉄族金属を含有せしめて形成す
ると低温での焼成性を高めて絶縁基体１と同時焼成によ
って、また絶縁基体１に対して密着強度を強固として形
成することができる。

【００３８】前記接続パッド３は鉄族金属の量が酸化物
換算で０．１体積％未満の場合には接続パッド３の緻密
化が進行せず焼結不良になって絶縁基体１との接着強度
が低下する。逆に、５体積％を超える場合には、タング
ステン、モリブデンの粒子が異常成長し絶縁基体１との
接着強度が低下する。従って、上記鉄族金属の量は、酸
化物換算で０．１乃至５体積％、好適には０．５乃至２
体積％としておくことが望ましい。

【００３９】なお、上記接続パッド３中の鉄族金属とし
ては、鉄、ニッケル、コバルトが挙げられるがこれらの
中でもニッケルが最も望ましい。また酸化物換算量は、
鉄（Ｆｅ）はＦｅ₂Ｏ₃、ニッケル（Ｎｉ）はＮｉＯ、コ
バルト（Ｃｏ）はＣｏ₃Ｏ₄の形態で換算した量である。

【００４０】また前記接続パッド３は、配線基板５に搭
載される半導体素子４の電極の高密度化に対応し、配線
基板５の小型、高密度化を図るためその隣接間隔を７５
μｍ以下とすることが好ましく、６０μｍ以下とするこ
とがより一層好ましい。

【００４１】また同時に前記接続パッド３は、その隣接
間隔が５０μｍ未満になると、導電ペーストをセラミッ
クグリーンシートの表面に印刷するときの導電ペースト
のわずかなニジミや、印刷用スクリーン製版のメッシュ
の関係から印刷パターン外縁に生じる凹凸等により、隣
接する接続パッド３間で電気絶縁性の低下等の不具合を
生じるおそれがある。

【００４２】従って、前記接続パッド３は、その隣接間
隔を５０μｍ〜７５μｍとすることが好ましく、５０μ
ｍ〜６０μｍとすることがより一層好ましい。

【００４３】この場合、接続パッド３は、低融点の銅成
分を含有せず、焼成時接続パッド３から絶縁基体１中へ
の銅成分の移動、拡散が生じないことから、その隣接間
隔が７５μｍ以下の高密度で形成したとしても、絶縁基
体１中への銅成分の移動、拡散に起因する隣接接続パッ
ド３間の電気絶縁性の低下等の問題を生じることはな
い。

【００４４】またこの接続パッド３中には、酸化アルミ
ニウム等を主成分とする絶縁基体１との接着強度を高め
るために、酸化アルミニウム等の絶縁基体１と同種のセ
ラミック粉末を添加することも有効である。しかし、そ
の含有量が４５体積％よりも多いと焼結不良を招くおそ
れがある。従って、接続パッド３に酸化アルミニウムを
添加する場合、その含有量は特に２〜３５体積％が望ま
しい。

【００４５】さらに前記接続パッド３は、その露出する
表面をニッケル、銅、金、パラジウム、白金またはその
合金等のめっき金属層で被覆するようにしておくと、接
続パッド３の酸化腐食を防止することができるととも
に、接続パッド３に対するボンディングワイヤ７のボン
ディング性を良好とすることができる。

【００４６】従って、前記接続パッド３は、その露出表
面をニッケル、銅、金、パラジウム、白金等のめっき金
属層で被覆しておくことが好ましく、特に、図２に示す
ように、ニッケルまたは銅から成る下地めっき層８を１
〜１０μｍ、金めっき層９を約３μｍ以下の厚みで、順
次被着させるようにしておくことが好ましい。

【００４７】この場合、前記金めっき層９は、原子間力
顕微鏡により測定した１００μｍ角の範囲におけるうね
りの平均高さを２００ｎｍ〜８００ｎｍ、かつその１０
０μｍ角の範囲内での１０μｍ角の範囲における粗さの
平均高さを４０〜２００ｎｍとしておくと、ボンディン
グワイヤ７を接続パッド３に超音波法により接合する
際、ボンディングワイヤ７と金めっき層９の間の接触面
積を十分に確保するとともに、超音波エネルギーの印加
によって両者間に発生する摩擦エネルギーを極めて大き
なものとすることができ、ボンディングワイヤ７と金め
っき層９との間の金属拡散を十分に大きくし、ボンディ
ングワイヤ７を金めっき層９（接続パッド３）に強固に
接合させることができる。

【００４８】従って、前記接続パッド３は、その最表層
が金めっき層９から成るめっき層を被着させるととも
に、前記金めっき層９の表面状態を、原子間力顕微鏡に
より測定した１００μｍ角の範囲におけるうねりの平均
高さが２００ｎｍ〜８００ｎｍ、かつその１００μｍ角
の範囲内での１０μｍ角の範囲における粗さの平均高さ
が４０〜２００ｎｍとしておくことが好ましい。なお、
このような金めっき層９は、シアン化金カリウム、シア
ン化ナトリウム、シアン化カリウム、リン酸水素カリウ
ム、リン酸水素２アンモニウム、硫酸アンモニウムから
成る溶液に鉛等の重金属およびアミノ酸系の試薬を追加
した電解金めっき浴を用いた電解めっき法や、金めっき
層９表面をブラスト等の機械的な表面粗化方法で加工す
ることにより形成することができる。

【００４９】本発明の配線基板５においては、上述のよ
うに接続パッド３表面にめっき層を被着させる場合で
も、接続パッド３から絶縁基体１中への銅成分の移動、
拡散がないことから、めっき金属の絶縁基体１表面への
被着、広がりを効果的に防止することができ、隣接する
接続パッド３間の電気絶縁性の低下や電気的短絡、およ
び外観不良等の不具合を効果的に防止することができ
る。

【００５０】また前記接続パッド３と内部配線層２とを
接続するビア導体６は、接続パッド３から直下の絶縁基
体１内部に向けて形成され、通常、接続パッド３と同様
の狭い隣接間隔（約５０〜７５μｍ）で形成する必要が
あることから、接続パッド３同様に銅を含有しない導体
で形成することが好ましい。

【００５１】前記ビア導体６は、絶縁基体１の最表層と
なるセラミックグリーンシートの所定位置にビアホール
をレーザー加工法やパンチング加工法等で形成しておく
とともに、このビアホール内に、接続パッド３を形成す
る導体ペーストと同様の導体ペースト（タングステンお
よび／またはモリブデン粉末と鉄族金属粉末に有機溶
剤、バインダーを添加して混練したもの）をスクリーン
印刷法等で印刷充填しておくことにより形成される。

【００５２】なお、前記接続パッド３およびビア導体６
は、その合計の厚みが約１０μｍ〜１００μｍ程度であ
り、内部配線層２の配線長に比べて非常に短いため、接
続パッド３およびビア導体６が導電経路に介在すること
による電気信号の劣化は無視できる程度に低く抑えるこ
とができる。

【００５３】（製造方法）次に、上記配線基板５の製造
方法の一例を、絶縁基体１が酸化アルミニウム質焼結体
から成る場合について具体的に説明する。

【００５４】まず、絶縁基体１を形成するために、セラ
ミックス焼結体の主成分となる酸化アルミニウム原料粉
末として、平均粒径が０．５μｍ乃至２．５μｍ、特に
０．５μｍ乃至２．０μｍの粉末を用いる。これは、平
均粒径は０．５μｍよりも小さいと、粉末の取扱いが難
しく、また粉末のコストが高くなり、２．５μｍよりも
大きいと、１５００℃以下の温度で焼成することが難し
くなるためである。

【００５５】そして、上記酸化アルミニウム粉末に対し
て、第２の成分として、ＭｎＯ₂を２．０乃至８．０重
量％、特に３．０乃至７．０重量％の割合で添加する。
また適宜、第３の成分として、ＳｉＯ₂、ＭｇＯ、Ｃａ
Ｏ、ＳｒＯ₂粉末等を０．４乃至８重量％、第４の成分
として、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒなどの遷移金属の金属粉末や酸
化物粉末を着色成分として金属換算で２重量％以下の割
合で添加する。

【００５６】なお、上記酸化物の添加にあたっては、酸
化物粉末以外に、焼成によって酸化物を形成し得る炭酸
塩、硝酸塩、酢酸塩などとして添加してもよい。

【００５７】そして次に、この混合粉末を用いて絶縁基
体１を形成するためのセラミックグリーンシートを複数
枚作製するとともに所定の貫通孔をレーザー加工法やパ
ンチング加工法等により形成する。セラミックグリーン
シートは、周知の成形方法によって作製することができ
る。例えば、上記混合粉末に有機バインダーや溶媒を添
加してスラリーを調整した後、ドクターブレード法によ
って形成したり、混合粉末に有機バインダーを加え、プ
レス成形、圧延成形法等により所定の厚みのセラミック
グリーンシートを作製できる。

【００５８】このようにして作製したセラミックグリー
ンシートに対して、まず、内部配線層２となる導体成分
として、平均粒径が１乃至１０μｍの銅粉末を１０乃至
７０体積％、特に４０乃至６０体積％、平均粒径が１乃
至１０μｍのタングステンおよび／またはモリブデン粉
末を３０乃至９０体積％、特に４０乃至６０体積％の割
合で添加してなる固形成分に対して有機バインダーや溶
剤を添加混合することにより作製した導体ペーストを調
整し、このペーストを前記セラミックグリーンシートの
内層となる表面および貫通孔内にスクリーン印刷、グラ
ビア印刷等の手法によって印刷塗布する。

【００５９】なお、前記導体ペースト中には、絶縁基体
１との密着性を高めるために、酸化アルミニウム粉末
や、絶縁基体１を形成するセラミックス成分と同一の組
成物粉末を０．０５〜体積％の割合で添加することも可
能である。

【００６０】次に、接続パッド３およびビア導体６とな
る導体ペーストを、積層したときに最表層となるセラミ
ックグリーンシートの表面および貫通孔内に印刷塗布、
充填する。

【００６１】なお、前記接続パッド３およびビア導体６
となる導体ペーストは、例えば、平均粒径が０．５〜５
μｍのタングステンおよび／またはモリブデンに、酸化
ニッケル等の鉄族金属の酸化物粉末を０．１〜５体積
％、アルミナ粉末を０〜４５体積％の割合で含有する固
形成分に対して、有機バインダーや溶剤を添加混合する
ことにより作製される。

【００６２】その後、内部配線層２、接続パッド３、ビ
ア導体６となる導体ペーストを印刷塗布したセラミック
グリーンシートを位置合わせして積層圧着した後、この
積層体を、非酸化性雰囲気中、焼成最高温度が１２００
〜１５００℃の温度となる条件で焼成する。

【００６３】このときの焼成温度が１２００℃より低い
と、通常の原料を用いた場合において、酸化アルミニウ
ム質焼結体から成る絶縁基体１が相対密度９５％以上ま
で緻密化できず、熱伝導性や強度が低下し、１５００℃
よりも高いと、内部配線層２において、タングステンあ
るいはモリブデン自体の焼結が進み、銅との均一組織を
維持できなく、ひいては低抵抗を維持することが困難と
なりシート抵抗が高くなってしまう。また酸化物セラミ
ックスの主結晶相の粒径が大きくなり異常粒成長が発生
したり、銅がセラミックス中へ拡散するときのパスであ
る粒界の長さが短くなるとともに拡散速度も速くなる結
果、拡散距離を３０μｍ以下に制御することが困難とな
るためである。好適には１３５０℃〜１４５０℃の範囲
がよい。

【００６４】また、この焼成時の非酸化性雰囲気として
は、窒素、あるいは窒素と水素との混合雰囲気であるこ
とが望ましいが、特に、配線層中の銅の拡散を抑制する
上では、水素および窒素を含み露点＋１０℃以下、特に
−１０℃以下の非酸化性雰囲気であることが望ましい。
なお、この雰囲気には所望により、アルゴンガス等の不
活性ガスを混入してもよい。焼成時の露点が＋１０℃よ
り高いと、焼成中に酸化物セラミックスと雰囲気中の水
分とが反応し酸化膜を形成し、この酸化膜と銅含有導体
の銅が反応してしまい、導体の低抵抗化の妨げとなるの
みでなく、銅の拡散を助長してしまうためである。

【００６５】さらにまた、上記のように焼成温度および
雰囲気を制御して焼成することによって、絶縁基体１の
表面の算術平均粗さＲａを１μｍ以下、特に０．７μｍ
以下の平滑性に優れた表面を形成できる。

【００６６】かくして本発明の配線基板によれば、絶縁
基体１の上面に半導体素子４を搭載するとともに半導体
素子４の各電極を接続パッド３にボンディングワイヤ７
を介して電気的に接続し、しかる後、必要に応じて前記
半導体素子４を金属やセラミックスから成る蓋体や封止
樹脂（不図示）等を用いて気密封止することによって製
品としての半導体装置が完成する。

【００６７】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種
々の変更は可能であり、例えば、上記実施例では、本発
明の配線基板を半導体素子搭載用の配線基板に適用した
場合について説明したが、これを混成集積回路基板等に
適用してもよい。

【００６８】

【発明の効果】本発明の配線基板によれば、電気信号の
主要な導電路となる内部配線層がタングステンおよび／
またはモリブデンと銅とから成り、低抵抗の銅（電気抵
抗率（２０℃）で１．７×１０^-6Ω・ｃｍ）を含有する
ことから、半導体素子の演算速度の高速化に対応して内
部配線層を低抵抗とすることができ、内部配線層を伝播
する信号の損失を低減し、半導体素子を正常に作動させ
ることができる。

【００６９】また同時に本発明の配線基板によれば、接
続パッドがタングステンおよび／またはモリブデンと鉄
族金属とから成り低融点の銅を含有しないことから、接
続パッドが高密度で形成されたとしても、隣接する接続
パッド間で銅の移動、拡散に起因する電気絶縁性の低下
や電気的短絡等の不具合を誘発することはなく、配線基
板を小型・高密度化することができる。

【００７０】さらに前記接続パッドは、含有する鉄族金
属の作用により内部配線層と同時焼成で形成することが
できる。

【００７１】なお、前記絶縁基体の内部に形成される配
線層は、半導体素子等の電極と直接接続する必要がない
ことから、その隣接間隔を、絶縁基体表面の接続パッド
として作用する部位に比べて広くすることができ、隣接
配線層間の電気絶縁性の低下等の不具合を誘発すること
はほとんどない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の配線基板の一実施例を示す断面図であ
る。

【図２】図１に示す配線基板の要部拡大図である。

【符号の説明】

１・・・・・絶縁基体 ２・・・・・内部配線層 ３・・・・・接続パッド ４・・・・・半導体素子 ５・・・・・配線基板 ６・・・・・ビア導体 ７・・・・・ボンディングワイヤ ８・・・・・下地めっき層 ９・・・・・金めっき層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4E351 AA07 BB01 BB31 CC12 CC22 DD04 DD17 DD19 DD52 EE01 EE11 GG06 GG12 5E346 AA15 CC17 CC32 CC35 CC36 DD34 EE21 FF18 GG06 GG09 GG15 HH02 HH25

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁基体の内部に複数の内部配線層を、表
   面に前記内部配線層と電気的に接続する複数の接続パッ
   ドを形成して成る配線基板であって、 前記内部配線層をタングステンおよび／またはモリブデ
   ンと銅とで形成するとともに、接続パッドをタングステ
   ンおよび／またはモリブデンと鉄族金属とで形成したこ
   とを特徴とする配線基板。
2. 【請求項２】前記接続パッドの隣接間隔が５０μｍ〜７
   ５μｍであることを特徴とする請求項１記載の配線基
   板。