JP2007294795A - 配線基板 - Google Patents

Abstract

【課題】 使用時の温度サイクル環境下においても絶縁基体とメタライズ層との接合強度を強固なものとでき、絶縁基体から封止用メタライズ層が剥離することを防止して電子装置の気密封止の信頼性を十分に確保することができる気密信頼性の高い配線基板を提供する。
【解決手段】
本発明の配線基板は、Ｍｎを酸化物換算で２〜８質量％、Ｓｉを酸化物換算で１〜６質量％の割合で含むガラス成分１０９からなり、Ａｌ_２Ｏ_３を結晶相とし、ＭｎＡｌ_２Ｏ₄を粒界相とする酸化アルミニウム質焼結体により形成される絶縁基体１０１と、絶縁基体１０１上に形成されるとともに、Ｍｏ粉末１０７と、Ｍｏ粉末１０７よりも平均粒径の大きいＭｏ粗粉末１０８とを含有するメタライズ層１０４とを備えている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体素子や圧電素子等の電子部品を搭載するための配線基板に関するものである。

従来、半導体素子や圧電素子等の電子部品を搭載するための配線基板として、セラミック焼結体により形成された絶縁基体と、セラミック焼結体との同時焼成により絶縁基体に形成されたメタライズ層とを備えるものが一般に使用されている。

絶縁基体は、例えば、上面に電子部品の搭載部を有する基板部の上面側に、搭載部を取り囲む枠部が一体的に形成された構造である。枠部の上面に蓋体が接合されることにより搭載部が塞がれ、電子部品が気密封止される。

絶縁基体を形成するセラミック焼結体として一般的なものは、酸化アルミニウム質焼結体であり、例えば、酸化アルミニウム粉末とガラス粉末を含む原料粉末がシート状に成形されてなるセラミックグリーンシート（グリーンシート）を約１６００℃で焼成することにより作製される。

メタライズ層は、搭載される電子部品と電気的に接続される配線導体や、電子部品を気密封止する蓋体をろう付け法や溶接法等の接合手段で接合するための下地金属層として所定パターンに形成される。

メタライズ層は、タングステン（以下、Ｗと略す）やモリブデン（以下、Ｍｏと略す）等から成り、これらの金属粉末に有機溶剤、バインダーが添加されて作製されたメタライズペーストが、グリーンシートに印刷されて形成されている。

また、セラミック焼結体とメタライズ層は同時焼成されることにより、グリーンシートに含有されるガラス成分（例えば、ＳｉＯ_２など）が溶融し、セラミック焼結体からメタライズ層にかけて這い上がる。このガラス相を介して、絶縁基体とメタライズ層とが接合される。

近年、半導体素子の高集積化、小型化に伴い、電子部品が搭載される配線基板の小型化が要求されている。具体的には、外形サイズが縦３ｍｍ、横２ｍｍ、高さ０．８ｍｍ程度にまで小型化した配線基板が作成されている。

このような小型化により、電子部品を気密封止するための枠部の幅は狭くなり、枠部の機械的な強度が低下する。そのため、枠部に機械的な破壊が生じやすくなるので気密封止性を良好とすることが難しくなってきている。

この課題に対し、本出願人は、Ｍｎを酸化物換算で２〜８質量％、Ｓｉを酸化物換算で１〜６質量％の割合で含むガラス成分からなり、Ａｌ_２Ｏ_３を結晶相とし、ＭｎＡｌ_２Ｏ₄を粒界相とする酸化アルミニウム質焼結体により形成される絶縁基体（以下、高強度アルミナ焼結体という）であれば優れた強度特性を得られることを見出した。

この高強度アルミナ焼結体は、Ｍｎ成分を焼結助剤として作用させることにより、セラミック材料としての焼結性が高まり、１２５０℃〜１４００℃の焼成温度で緻密化の達成が容易になるとともに、ＭｎＡｌ_２Ｏ_４の析出が適度に行われ易い。このような適量のＭｎＡｌ_２Ｏ_４結晶析出は、焼結体の３点曲げ強度を高める効果がある。

また、この高強度アルミナ焼結体は、例えば、３点曲げ強度が５００ＭＰａ以上、ヤング率が３２０ＧＰａ以上であり、従来の酸化アルミニウム質焼結体よりも高強度（機械的な強度が高い）のセラミック材料である。そのため、絶縁基体の機械的な強度を従来よりも向上させることができ、例えば、枠部の幅を狭くしたとしても、枠部における絶縁基体の破壊が抑制され、気密封止性等の信頼性を、従来の一般的な酸化アルミニウム質焼結体の場合よりも高くすることができる。

また、従来の酸化アルミニウム質焼結体は、焼成温度が１６００℃程度であり、Ｗを多く含んだメタライズ層を使用してもメタライズ層の焼結性が確保されるのに対し、このような高強度アルミナ焼結体は、焼成温度が１２５０℃〜１４００℃と低いため、この焼成温度でもメタライズ層の焼結性が確保されるメタライズ層となるメタライズペーストを使用することが必要である。これにより、グリーンシートに含有されるガラス成分（例えば、ＳｉＯ_２など）が溶融し、セラミック焼結体からメタライズ層にかけて這い上がり、ガラス相を介して、絶縁基体とメタライズ層が接合される。
特開２００２−９５７８号公報 特開２００３−１６３４２５号公報 特開２００２−３１４９６２号公報

しかしながら、上記高強度アルミナ焼結体は、絶縁基体としての機械的な強度が高く小型化、薄型化等に有利であるものの、将来予想される電子装置の更なる小型化に伴い、メタライズ層との接合強度の向上が必要になってくる。

すなわち、電子装置の小型化に応じて、絶縁基体の小型化が進み、これに応じて、絶縁基体に形成されるメタライズ層も、その面積が小さくなる。そのため、メタライズ層と絶縁基体との接合面積が小さくなり、メタライズ層と絶縁基体との接合の強度が低下するおそれがある。

特に、メタライズ層について、蓋体等の金属部材がシーム溶接等の溶接法により接合されるものである場合、溶接の際に大きな熱応力（引っ張り応力）がメタライズ層に作用し、メタライズ層と絶縁基体との間の接合強度が低下するおそれがあるので、上記メタライズ層と絶縁基体との接合強度の向上の必要性が極めて高い。

これに対し、高強度アルミナ焼結体は、緻密化のためにガラス成分の量が従来の酸化アルミニウム質焼結体に比べて少ないので、メタライズ層を形成するＭｏ粉末の間の空隙をガラス成分で十分に充填することが難しく、空隙が残りやすい。そのため、メタライズ層と絶縁基体との接合強度を向上させることが難しいことが予想される。

本発明は、かかる問題点に鑑み案出されたものであり、その目的は、絶縁基体の機械的な強度が高く小型化に有利であり、かつ、絶縁基体とメタライズ層との接合の信頼性が高い配線基板を提供することにある。

本発明の配線基板は、Ｍｎを酸化物換算で２〜８質量％、Ｓｉを酸化物換算で１〜６質量％の割合で含むガラス成分からなり、Ａｌ_２Ｏ_３を結晶相とし、ＭｎＡｌ_２Ｏ₄を粒界相とする酸化アルミニウム質焼結体により形成される絶縁基体と、該絶縁基体上に形成されるとともに、Ｍｏ粉末と、該Ｍｏ粉末よりも平均粒径の大きいＭｏ粗粉末とを含有するメタライズ層とを備えることを特徴とするものである。

また、本発明の配線基板は、好ましくは、前記メタライズ層に含有されるＭｏ粉末およびＭｏ粗粉末の間隙に、前記絶縁基体の含有成分であり、且つ前記酸化アルミニウム質焼結体の焼成温度以下で液相となるガラス成分が入り込んでいることを特徴とするものである。

また、本発明の配線基板は、好ましくは、前記ガラス成分がＡｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２−ＭｎＯであることを特徴とするものである。

また、本発明の配線基板は、好ましくは、前記Ｍｏ粉末は、その平均粒径が０．４〜１．８μｍであることを特徴とするものである。

また、本発明の配線基板は、好ましくは、前記Ｍｏ粗粉末は、前記メタライズ層のＭｏ全含有量に対して１０〜２０質量％の範囲で混合されていることを特徴とするものである。

また、本発明の配線基板は、好ましくは、前記Ｍｏ粗粉末は、その平均粒径が２．３〜４．０μｍであることを特徴とするものである。

また、本発明の配線基板は、好ましくは、前記配線基板は、電子部品の搭載部を備え、前記メタライズ層は、該搭載部を取り囲む枠状を成しており、前記メタライズ層上に金属製の蓋体が、ろう付けまたは溶接により接合されることを特徴とするものである。

本発明の配線基板の製造方法は、第１の平均粒径を有するＭｏ粉末と、該Ｍｏ粉末よりも平均粒径の大きい第２の平均粒径を有するＭｏ粗粉末とを混合してＭｏ混合粉末を作成する第１の工程と、前記Ｍｏ混合粉末と有機バインダーと有機溶剤とを混練して金属ペーストを作成する第２の工程と、Ｍｎを酸化物換算で２〜８質量％、Ｓｉを酸化物換算で１〜６質量％の割合で含むガラス成分を含有するセラミックグリーンシートの表面に、前記金属ペーストを塗布して、セラミックグリーンシート積層体を形成する第３の工程と、前記セラミックグリーンシート積層体を焼成する第４の工程と、を経ることを特徴とするものである。

本発明の配線基板は、Ｍｎを酸化物換算で２〜８質量％、Ｓｉを酸化物換算で１〜６質量％の割合で含むガラス成分からなり、Ａｌ_２Ｏ_３を結晶相とし、ＭｎＡｌ_２Ｏ₄を粒界相とする酸化アルミニウム質焼結体により形成される絶縁基体と、絶縁基体上に形成されるとともに、Ｍｏ粉末と、該Ｍｏ粉末よりも平均粒径の大きいＭｏ粗粉末とを含有するメタライズ層とを備えることから、焼結助剤としてのＭｎ成分の作用により、絶縁基体の焼結性が高く、機械的な強度が高い。そのため、小型化に有利である。

また、平均粒径の大きいＭｏ粗粉末を含有することにより、Ｍｏ粗粉末の間を充填するように、粗粉末に比べて小さいＭｏ粉末が入り込むため、メタライズ層中のＭｏ粉末とＭｏ粗粉末の充填率が向上してＭｏ粉末の焼結性が向上するとともに、メタライズ層中の空隙が減少する。このように空隙が減少することから、ガラス成分の添加量が少ない酸化アルミニウム質焼結体を用いても、絶縁基体からメタライズ層に拡散するガラス成分によりこの空隙を十分に埋めることが可能となり、メタライズ層を絶縁基体の上面に強固に接合することができる。

また、本発明の配線基板は、好ましくは、メタライズ層に含有されるＭｏ粉末およびＭｏ粗粉末の間隙に、絶縁基体の含有成分であり、且つ酸化アルミニウム質焼結体の焼成温度以下で液相となるガラス成分が入り込んでいることから、粒度が異なる２種類のＭｏ粉末によりメタライズ層を形成したとしても、絶縁基体の液相成分の一部を高融点金属の粉末間（空隙）に良好に這い上がらせることができるとともに、メタライズ層を構成するＭｏ粉末およびＭｏ粗粉末の間隙にガラス成分が入り込んで固まることにより、アンカー効果を得ることができ、絶縁基体とメタライズ層を強固に接合することができる。

また、本発明の配線基板は、好ましくは、ガラス成分がＡｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２−ＭｎＯであることから、従来の酸化アルミニウム質焼結体の焼成温度よりも低い１４００℃以下で焼成されたとしても、絶縁基体の少ない量のガラス成分の一部を高融点金属の粉末間（空隙）に良好に這い上がらせることができるとともに、絶縁基体の上面とメタライズ層を強固に接合することができる。

また、本発明の配線基板は、好ましくは、Ｍｏ粉末は、その平均粒径が０．４〜１．８μｍであることから、従来の酸化アルミニウム質焼結体の焼成温度よりも低い１４００℃以下で焼成されたとしても、メタライズ層となるＭｏからなる高融点金属の焼結性を良好なものとすることができ、メタライズ層と絶縁基体とのメタライズ強度を向上することができる。

また、本発明の配線基板は、好ましくは、Ｍｏ粗粉末は、メタライズ層のＭｏ全含有量に対して１０〜２０質量％の範囲で混合されていることから、メタライズ層を形成するためのメタライズペーストを混練する際に、小径のＭｏ粉末と大径のＭｏ粗粉末が交互に交じり合って効率良くペースト中に分散させることができ、焼成前におけるメタライズ層中のＭｏ粉末とＭｏ粗粉末の充填率を向上させることができる。

また、本発明の配線基板は、好ましくは、Ｍｏ粗粉末は、その平均粒径が２．３〜４．０μｍであることから、従来の酸化アルミニウム質焼結体の焼成温度よりも低い１４００℃以下で焼成されたとしても、Ｍｏ粗粉末の焼結性を良好に維持することができるとともに、メタライズ層と絶縁基体とのメタライズ強度を向上することができる。

また、本発明の配線基板は、好ましくは、電子部品の搭載部を備え、メタライズ層は、搭載部を取り囲む枠状を成しており、メタライズ層上に金属製の蓋体が、ろう付けまたは溶接により接合されることから、メタライズ層上にろう材や蓋体に被着されるニッケルめっき層等の金属を介して直接蓋体を接合したとしても、メタライズ層が絶縁基体の上面から剥離することを防止して長期にわたり気密封止に優れた電子装置を実現できる。

本発明の配線基板の製造方法は、第１の平均粒径を有するＭｏ粉末と、該Ｍｏ粉末よりも平均粒径の大きい第２の平均粒径を有するＭｏ粗粉末とを混合してＭｏ混合粉末を作成する第１の工程と、前記Ｍｏ混合粉末と有機バインダーと有機溶剤とを混練して金属ペーストを作成する第２の工程と、Ｍｎを酸化物換算で２〜８質量％、Ｓｉを酸化物換算で１〜６質量％の割合で含むガラス成分を含有するセラミックグリーンシートの表面に、前記金属ペーストを塗布して、セラミックグリーンシート積層体を形成する第３の工程と、前記セラミックグリーンシート積層体を焼成する第４の工程と、を経ることから、セラミックグリーンシート積層体からメタライズ層に拡散するガラス成分により、メタライズ層を構成するＭｏ混合粉末の間隙にガラス成分が入り込んで固まることにより、絶縁基体とメタライズ層を強固に接合することができる。これにより、メタライズ層が絶縁基体の上面から剥離しにくい配線基板の製造方法を提供できる。

次に、本発明の配線基板を添付の図面を基に説明する。

図１（ａ）は本発明の配線基板の実施の形態の一例を示した平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＸ−Ｘ’線における断面図、図１（ｃ）は図１（ｂ）の要部Ａの拡大図である。これらの図において、１０１は絶縁基体、１０２は電子部品（図示せず）が搭載される搭載部、１０３は配線導体、１０４は封止用のメタライズ層、１０５は金属枠体、１０６はろう材、１０７は、Ｍｏ粉末、１０８はＭｏ粗粉末である。

本実施形態において、これらの絶縁基体１０１、メタライズ層１０４、搭載部１０２および金属枠体１０５により主に配線基板が形成されている。この配線基板に、電子部品を搭載し、蓋体（図示せず）で気密封止することにより電子装置が形成される。

絶縁基体１０１は、Ｍｎを酸化物換算で２〜８質量％、Ｓｉを酸化物換算で１〜６質量％の割合で含み、Ａｌ_２Ｏ_３を結晶相とし、ＭｎＡｌ_２Ｏ₄を粒界相とする酸化アルミニウム質焼結体から成るセラミック層を複数積層して成り、例えば一辺の長さが２〜２０ｍｍ程度で厚みが０．５〜３．０ｍｍ程度の四角形状である。

絶縁基体１０１の上面中央部に電子部品を収容し搭載するための四角形状等の搭載部１０２が設けてあり、この搭載部１０２内から絶縁基体１０１の側面や下面等の外表面にかけて、Ｍｏの金属粒子メタライズから成る複数の配線導体１０３が被着形成されている。この配線導体１０３は、搭載部１０２に搭載される電子部品の各電極を外部の電気回路に電気的に接続するための導電路として機能する。

また、例えば、搭載部１０２内に電子部品を収容し搭載するとともに、電子部品の各電極を、搭載部１０２の底面に露出させた配線導体１０３に例えばワイヤボンディング等の電気的接続手段を介して接続することにより、電子部品の電極は配線導体１０３を介して絶縁基体１０１の底面に導出され、この導出した部位を図示しない外部電気回路基板に半田等を介して電気的に接続することにより、電子部品の電極が外部の電気回路と電気的に接続される。

また、絶縁基体１０１の上面には、搭載部１０２を取り囲むようにして、Ｍｏ金属粉末から成る四角枠状等のメタライズ層１０４が形成されている。

メタライズ層１０４は、絶縁基体１０１に金属枠体１０５や蓋体（図示せず）を接合するための下地金属として機能する。なお、このメタライズ層１０４は、例えば、厚みが１０〜３０μｍ程度、各辺の幅が０．２〜０．５ｍｍ程度で形成される。また、絶縁基体１０１の外周から０．０５〜０．２ｍｍ程度離間して被着形成される。

また、このような配線導体１０３やメタライズ層１０４は、所定の金属（配線導体１０３の場合にはＷやＭｏ等、メタライズ層１０４の場合には好適にＭｏの粉末に有機溶剤，バインダーを添加，混練して作製したメタライズペーストをセラミックグリーンシートに配線導体１０３やメタライズ層１０４の所定パターンに印刷塗布することにより製作される。

なお、配線導体１０３の露出表面には、配線導体１０３の酸化腐食を防止するとともに配線導体１０３と電子部品の各電極との接続および外部電気回路基板との接続を強固なものとするために、１〜２０μｍ程度の厚みのニッケルめっき層と０．１〜３μｍ程度の厚みの金めっき層とを順次被着させておくことが好ましい。

また、メタライズ層１０４の上面には、四角枠状等の金属枠体１０５が銀ろう等のろう材を介して接合されている。金属枠体１０５は、例えば鉄−ニッケル合金や鉄−ニッケル−コバルト合金等の金属から成り、蓋体を絶縁基体１０１にシーム溶接等により強固に溶接し取着するための下地金属部材として機能する。この金属枠体１０５は、例えば、その内周が搭載部１０２の開口と略同じ大きさであり、厚みが０．１〜０．５ｍｍ程度、各辺の幅が０．１５〜０．４５ｍｍ程度である。

そして、絶縁基体１０１の搭載部１０２内に電子部品を収容し搭載するとともに、電子部品の電極を配線導体１０３のうち搭載部１０２内に露出した部位にボンディングワイヤ等を介して電気的に接続し、その後、金属枠体１０５の上面に蓋体をシーム溶接等の方法で取着することにより、絶縁基体１０１と金属枠体１０５と蓋体とから形成される容器の内部に電子部品が気密封止され、電子装置として完成する。この電子装置について、配線導体１０３のうち絶縁基体１０１の外表面に導出された部位を外部電気回路基板に接続することにより、電子部品が外部の電気回路と電気的に接続されることとなる。

本発明の配線基板において、Ｍｏ粉末１０７と、Ｍｏ粉末１０７よりも平均粒径の大きいＭｏ粗粉末１０８とを含有するメタライズ層１０４とを備えている。

このような構造としたことから、高強度アルミナ焼結体を用いた配線基板において、粒度が異なる２種類のＭｏ粉末１０７、１０８によりメタライズ層１０４を形成することにより、焼成前におけるメタライズ層１０４中のＭｏ粉末１０７とＭｏ粗粉末１０８の充填率が向上してＭｏ粉末としての焼結性が向上するとともに、メタライズ層１０４中の空隙が減少する。

つまり、メタライズ層１０４中のＭｏ粉末１０７およびＭｏ粗粉末１０８との接触する箇所が増加することにより、焼成時の反応が促進されてＭｏ粉末としての焼結性が向上することにより、メタライズ層１０４中の空隙が減少する。よって、このガラス成分１０９の添加量が少ない酸化アルミニウム質焼結体（高強度アルミナ焼結体）を用いても、絶縁基体１０１からメタライズ層１０４に拡散するガラス成分１０９によりこの空隙を十分に埋めることが可能となり、メタライズ層１０４を絶縁基体１０１の上面に強固に接合することができる。

ここで、この絶縁基体１０１上に形成されるメタライズ層１０４は、Ｍｏが適している。これは、１４００℃以下の温度でセラミック材料とメタライズ層１０４を同時焼成した場合、ＭｏはＷと比較して低融点であり焼結性が高いため、焼成温度の低い酸化アルミニウム質焼結体により形成される絶縁基体１０１に、同時焼成により被着されるメタライズ層１０４の成分として優れた特性を有しているからである。

また、絶縁基体１０１の主成分であるアルミナは、アルミナを９０重量％以上、特に９３〜９６質量％の割合で含有することが好ましい。これにより、絶縁基体１０１の３点曲げ強度、熱伝導率、ヤング率を向上させることができる。

また、本発明の配線基板は、好ましくは、メタライズ層１０４に含有されるＭｏ粉末１０７およびＭｏ粗粉末１０８の間隙に、絶縁基体１０１の含有成分であり、且つ酸化アルミニウム質焼結体の焼成温度以下で液相となるガラス成分１０９が入り込んでいる。

このような構造としたことから、粒度が異なる２種類のＭｏ粉末１０７、１０８によりメタライズ層１０４を形成したとしても、絶縁基体１０１のガラス成分の一部を高融点金属の粉末間（空隙）に良好に這い上がらせることができるとともに、メタライズ層１０４を構成するＭｏ粉末１０７、およびＭｏ粗粉末１０８の間隙にガラス成分１０９が入り込んで固まることによりアンカー効果を得ることができることから、絶縁基体１０１とメタライズ層１０４を強固に接合することができる。つまり、絶縁基体１０１とメタライズ層１０４との界面にガラス成分１０９が介在するとともに、絶縁基体１０１から這い上がったガラス成分１０９の一部がメタライズ層１０４の下面の高融点金属の粉末間（空隙）に入り込んで強固に保持する構造となる。

また、本発明の配線基板は、好ましくは、ガラス成分１０９がＡｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２−ＭｎＯである。このような構成としたことから、従来の酸化アルミニウム質焼結体の焼成温度よりも低い１４００℃以下で焼成されたとしても、絶縁基体１０１の少ない量のガラス成分１０９の一部を高融点金属の粉末間（空隙）に良好に這い上がらせることができるとともに、絶縁基体１０１の上面とメタライズ層１０４を強固に接合することができる。

また、ガラス成分１０９であるＡｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２−ＭｎＯのＭｎ成分は焼結助剤として作用するものであり、焼結性が向上して１２５０℃〜１４００℃の焼成温度で緻密化の達成が容易となるとともに、ＭｎＡｌ_２Ｏ₄の粒界への析出が適度に行われ易い。このような適量のＭｎＡｌ_２Ｏ₄の結晶析出は焼結体の曲げ強度を高める効果がある。

また、本発明の配線基板は、好ましくは、Ｍｏ粉末１０７は、その平均粒径が０．４〜１．８μｍである。

このような構成としたことから、従来の酸化アルミニウム質焼結体の焼成温度よりも低い１４００℃以下で焼成されたとしても、メタライズ層１０４となる高融点金属（Ｍｏ粉末１０７、およびＭｏ粗粉末１０８）の焼結性を良好なものとすることができ、メタライズ層１０４と絶縁基体１０１を強固に接合することができる。

メタライズ層１０４となるメタライズペーストは、ロールミルやボールミル等の製造装置により金属粉末とバインダーを混練・分散させることにより製造することができる。

例えば、ロールミルを用いて作製する場合、平均粒径が０．４〜１．８μｍであるＭｏ粉末からなる高融点金属にアクリル樹脂、エチルセルロースやニトロセルロースなどのバインダーとジブチルフタレートなどの可塑剤、その他、消泡剤、界面活性剤等を溶剤とともに添加して、この混合物をＭｏ粉末の粒径に適したロール間のギャップに調整し、このギャップを段階的に狭めながら数回ロール間に通すことにより、バインダー中にＭｏ粉末が分散されてメタライズペーストが製造される。

ここで、Ｍｏ粉末１０７の平均粒径が０．４μｍ未満となり、微粉になるとＭｏ粉末１０７を混練した際にＭｏ粉末１０７が効率良く製造装置で分散されないことがある。この場合、複数のＭｏ粉末１０７が固まって１つの大きな凝集物が発生し易くなり、その結果、見かけ上の分散されたＭｏ粉末１０７の大きさが大きくなってしまうことがあり、Ｍｏ粉末１０７の充填率を向上させにくい。

また、本発明の配線基板は、好ましくは、Ｍｏ粗粉末１０８は、メタライズ層１０４のＭｏ全含有量に対して１０〜２０質量％の範囲で混合されている。このような構成としたことから、メタライズ層１０４を形成するためのメタライズペーストを混練する際に、小径のＭｏ粉末１０７と大径のＭｏ粗粉末１０８が交互に交じり合って効率良くペースト中に分散させることができ、焼成前におけるメタライズ層１０４中のＭｏ粉末１０７とＭｏ粗粉末１０８の充填率を向上させることができる。

ここで、メタライズ層１０４のＭｏ全含有量に対して１０重量％未満であると、焼成前におけるメタライズ層１０４中のＭｏ粉末１０７とＭｏ粗粉末１０８の充填率を効果的に向上させることが難しくなるため、Ｍｏ粉末（メタライズ層）としての焼結性を十分に向上させることが難しくなる可能性がある。

また、メタライズ層１０４のＭｏ全含有量に対して２０重量％を越えると、メタライズ層１０４中のＭｏ粗粉末１０８の体積比率が増加するので、Ｍｏ粗粉末１０８の間にＭｏ粉末１０７が十分に充填されない可能性があり、焼結性を十分に向上させることが難しくなる可能性がある。

その結果、メタライズ層１０４中の空隙が増加して、絶縁基体１０１からメタライズ層１０４に拡散するガラス成分１０９により、この空隙を確実且つ十分に埋めることが難しくなる傾向があり、メタライズ層１０４と絶縁基体１０１との接合強度を効果的に向上させることが難しくなる可能性がある。

また、本発明の配線基板は、好ましくは、Ｍｏ粗粉末１０８は、その平均粒径が２．３〜４．０μｍである。このような構成としたことから、従来の酸化アルミニウム質焼結体の焼成温度よりも低い１４００℃以下で焼成されたとしても、Ｍｏ粗粉末１０８の焼結性を良好に維持することができるとともに、絶縁基体１０１とメタライズ層１０４を強固に接合することができる。

ここで、Ｍｏ粗粉末１０８の平均粒径が２．３μｍ未満になると、Ｍｏ粉末１０７との平均粒径の差がなくなるため、焼成前におけるメタライズ層１０４中のＭｏ粉末１０７とＭｏ粗粉末１０８との充填率が低下して、メタライズ層１０４中の空隙が増加する可能性がある。

また、Ｍｏ粗粉末１０８の平均粒径が４μｍを超えると、ロールミルを用いてメタライズペーストを作製する場合、平均粒径が４μｍを超えるＭｏ粗粉末１０８を含む混合物を混練・分散するために、ロール間のギャップを調整しても、この４μｍを超えるＭｏ粗粉末１０８が混練・分散過程において展性を示すためにロール間に押し潰されて金属箔が生成してしまう可能性がある。この場合、焼成前におけるメタライズ層１０４中のＭｏ粉末１０７とＭｏ粗粉末１０８の充填率が悪化してメタライズ層１０４中の空隙が増加する可能性がある。さらに、Ｍｏ粗粉末１０８としての表面積が小さくなり焼成時の金属粉末としての焼結性を十分に向上させることが難しい。よって、Ｍｏ粗粉末の平均粒径は、２．３〜４．０μｍが好適である。

また、本発明の配線基板は、好ましくは、配線基板１０１は、電子部品の搭載部１０２を備え、メタライズ層１０４は、搭載部１０２を取り囲む枠状を成しており、メタライズ層１０４上に金属製の蓋体が、ろう付けまたは溶接により接合されている。

このような構造としたことから、メタライズ層１０４上にろう材１０６や蓋体に被着されるニッケルめっき層等の金属を介して直接蓋体を接合したとしても、メタライズ層１０４が絶縁基体１０１の上面から剥離することを防止して長期にわたり気密封止に優れた電子装置を実現できる。

ここで、蓋体は、半導体素子や圧電振動子等の電子部品を保護するためにメタライズ層１０４を介して絶縁基体１０１の上面にろう付けまたは溶接により接合されるものであり、その材質はアルミナに近い線膨張率を有する鉄−ニッケル−コバルト合金であることが望ましい。このような合金を用いることにより、封止時に発生する熱応力を小さくすることができ、封止時に絶縁基体１０１にクラック等が発生して破壊する危険性を低減することができる。

かくして、以上のような本発明の配線基板によれば、絶縁基体１０１の搭載部１０２内に電子部品を搭載するとともに電子部品の電極と配線導体１０３とをボンディングワイヤ等を介して電気的に接続した後、メタライズ層１０４上にろう材１０６や蓋体に被着されるニッケルめっき層等の金属を介して直接蓋体をシーム溶接により接合して絶縁基体１０１と蓋体とから成る容器の内部に電子部品を気密に封止することにより、気密信頼性に優れた電子装置となる。

なお、本発明は以上の実施の形態の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を加えることは何ら差し支えない。図１（ｂ）の例では、絶縁基体は２層のセラミック層を積層することにより形成されているが、３層、または４層以上のセラミック層を積層することにより形成されていてもよい。

（ａ）は、本発明の配線基板の実施の形態の一例を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ’における断面図、（ｃ）は（ｂ）における要部Ａの拡大図である。

符号の説明

１０１・・・・・絶縁基体
１０２・・・・・搭載部
１０３・・・・・配線基板
１０４・・・・・メタライズ層
１０５・・・・・金属枠体
１０６・・・・・ろう材
１０７・・・・・Ｍｏ粉末
１０８・・・・・Ｍｏ粗粉末

Claims (8)

1. Ｍｎを酸化物換算で２〜８質量％、Ｓｉを酸化物換算で１〜６質量％の割合で含むガラス成分からなり、Ａｌ_２Ｏ_３を結晶相とし、ＭｎＡｌ_２Ｏ₄を粒界相とする酸化アルミニウム質焼結体により形成される絶縁基体と、
   該絶縁基体上に形成されるとともに、第１の平均粒径を有するＭｏ粉末と、該Ｍｏ粉末よりも平均粒径の大きい第２の平均粒径を有するＭｏ粗粉末とを混合して得られるＭｏ混合粉末を含有するメタライズ層とを備えることを特徴とする配線基板。
2. 前記メタライズ層に含有されるＭｏ粉末およびＭｏ粗粉末の間隙に、前記絶縁基体の含有成分であり、且つ前記酸化アルミニウム質焼結体の焼成温度以下で液相となるガラス成分が入り込んでいることを特徴とする請求項１記載の配線基板。
3. 前記ガラス成分がＡｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２−ＭｎＯであることを特徴とする請求項２記載の配線基板。
4. 前記Ｍｏ粉末は、その平均粒径が０．４〜１．８μｍであることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の配線基板。
5. 前記Ｍｏ粗粉末は、前記メタライズ層のＭｏ全含有量に対して１０〜２０質量％の範囲で混合されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載の配線基板。
6. 前記Ｍｏ粗粉末は、その平均粒径が２．３〜４．０μｍであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の配線基板。
7. 前記配線基板は、電子部品の搭載部を備え、前記メタライズ層は、該搭載部を取り囲む枠状を成しており、前記メタライズ層上に金属製の蓋体が、ろう付けまたは溶接により接合されることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の配線基板。
8. 第１の平均粒径を有するＭｏ粉末と、該Ｍｏ粉末よりも平均粒径の大きい第２の平均粒径を有するＭｏ粗粉末とを混合してＭｏ混合粉末を作成する第１の工程と、
   前記Ｍｏ混合粉末と有機バインダーと有機溶剤とを混練して金属ペーストを作成する第２の工程と、
   Ｍｎを酸化物換算で２〜８質量％、Ｓｉを酸化物換算で１〜６質量％の割合で含むガラス成分を含有するセラミックグリーンシートの表面に、前記金属ペーストを塗布して、セラミックグリーンシート積層体を形成する第３の工程と、
   前記セラミックグリーンシート積層体を焼成する第４の工程と、を経ることを特徴とする配線基板の製造方法。

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