JP2008085034A - 配線基板 - Google Patents
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Abstract
【課題】耐薬品性が良好な配線基板を提供することを目的とする。
【解決手段】ガラス相と結晶相とを具備する絶縁層2と、Au、Ag、Cuのうちいずれかを主成分として含有する配線層5とを具備する配線基板において、前記絶縁層2が、6〜29質量%のSiO2と、12〜34質量%のB2O3と、6〜46質量%のAl2O3と、15〜33質量%のMgOと、6〜19質量%のBaOとを含有し、さらに、ZrO2、CeO2、Y2O3、SnO2、TiO2の群から選ばれる少なくとも1種をその合量で1〜10質量%含有してなることを特徴とする。
【選択図】図1
【解決手段】ガラス相と結晶相とを具備する絶縁層2と、Au、Ag、Cuのうちいずれかを主成分として含有する配線層5とを具備する配線基板において、前記絶縁層2が、6〜29質量%のSiO2と、12〜34質量%のB2O3と、6〜46質量%のAl2O3と、15〜33質量%のMgOと、6〜19質量%のBaOとを含有し、さらに、ZrO2、CeO2、Y2O3、SnO2、TiO2の群から選ばれる少なくとも1種をその合量で1〜10質量%含有してなることを特徴とする。
【選択図】図1
Description
本発明は配線基板に関するものであり、耐薬品性に優れた多層配線基板に関するものである。
従来、低抵抗で低融点のAu、Ag、Cuを配線層とした、いわゆるガラスセラミックスを絶縁層とする配線基板が用いられている。このようなガラスセラミックスを用いた配線基板は、従来のアルミナや窒化珪素などを用いた配線基板に比べ、耐薬品性に劣るガラス成分を多く含有することから、メッキ工程などで薬品により表面が溶け出して変色するなどの問題があるが、低温で焼成することができる利点から需要が拡大している。
近年においては、配線基板に対して種々の機能の付加が求められ、ガラスセラミックスを絶縁層とする配線基板においても異種の組成の絶縁層を組み合わせることが提案されている。
例えば、配線基板の中に容量値の高いキャパシタを内蔵するために、低誘電率の絶縁層中に高誘電率の絶縁層などを積層したりした配線基板が提案されている(例えば、特許文献1を参照。)。
このような異種材料を積層した配線基板においては、組成や特性の異なる絶縁層間における焼成収縮率や熱膨張係数の不一致に起因して、絶縁層間にクラックやデラミネーション(層間剥離)が発生する恐れがあり、そのために各絶縁層材料の収縮率や熱膨張係数ができるだけ一致するように絶縁層の特性を選択、制御することが行われている。
また、近年においては、絶縁層間の焼成収縮率の差を積極的に利用して、焼成時の面方向(積層方向に垂直な方向)における配線基板の収縮率を小さくして、配線基板上に形成される電極の寸法精度を高めることも提案されている。
すなわち、焼成収縮開始温度の異なる絶縁層を積層して同時焼成することにより、2種類の絶縁層を異なる温度で収縮させて、絶縁層が互いに面方向の収縮を制限するようにして、焼成による面方向の収縮率を小さくし寸法精度を高める方法が提案されている(例えば、特許文献2を参照。)。
また、基板の構造としては、表裏面に配設される絶縁層を先に収縮完了せしめた場合には表裏面が低温から剛性の高い状態になり、高温から収縮する絶縁層が収縮する際に、表裏面が高い剛性を有するため、収縮の応力による変形等がし難くなり、より効果的に面方向の収縮を制限することが可能となる(例えば、特許文献3を参照。)。
特開平8−228078号公報
特開2001−15875号公報
特開2006−120779号公報
しかしながら、焼成収縮開始温度を低くした層は、より低温にて焼成開始させるために、B2O3等の耐薬品性に劣る成分を多量に添加する必要が生じる。そのために配線基板にめっき処理を施した際に基板表面の変色や、表面導体層の接着強度の低下等を引き起こす問題が生じる。特に、ワイヤボンディングの接続信頼性を向上させるために、めっき厚みを増加させる場合や、配線層中に含有されるガラス相を除去するために、強いHF処理等が必要となる場合にその問題が顕著となる。
このように、同一の絶縁層から配線基板が構成される場合であっても、異なる絶縁層を積層した場合であっても、絶縁層の耐薬品性については課題が存在している。
したがって本発明は、耐薬品性が良好な配線基板を提供することを目的とするものである。
本発明の配線基板は、ガラス相と結晶相とを具備する絶縁層と、Au、Ag、Cuのうちいずれかを主成分として含有する配線層とを具備する配線基板において、前記絶縁層が、6〜29質量%のSiO2と、12〜34質量%のB2O3と、6〜46質量%のAl2O3と、15〜33質量%のMgOと、6〜19質量%のBaOとを含有し、さらに、ZrO2、CeO2、Y2O3、SnO2、TiO2の群から選ばれる少なくとも1種をその合量で1〜10質量%含有してなることを特徴とする。
また、本発明の配線基板は、前記絶縁層と、前記絶縁層よりもSiO2の含有量が10質量%以上多く、B2O3の含有量が10質量%以上少ない他の絶縁層とが積層されてなり、少なくとも前記絶縁層が表裏面に配設されていることが望ましい。
また、本発明の配線基板は、前記絶縁層が、セルジアン結晶相およびサフィリン結晶相を含有することが望ましい。
本発明の配線基板によれば、6〜29質量%のSiO2と、12〜34質量%のB2O3と、6〜46質量%のAl2O3と、15〜33質量%のMgOと、6〜19質量%のBaOとを含有し、さらに、ZrO2、CeO2、Y2O3、SnO2、TiO2の群から選ばれる少なくとも1種をその合量で1〜10質量%含有してなる絶縁層を用いることで、耐薬品性に優れた配線基板を提供できる。
また、本発明の配線基板によれば、前記絶縁層と、前記絶縁層よりもSiO2の含有量が10質量%以上多く、B2O3の含有量が10質量%以上少ない他の絶縁層とを積層することで配線基板の面方向の収縮を抑制し、寸法精度に優れた配線基板を提供できる。さらに、耐薬品性に優れた絶縁層を表裏面に配設することで、寸法精度に優れ、しかも耐薬品性に優れた配線基板を提供することができる。
また、本発明の配線基板は、前記絶縁層が、より低温にて結晶化せしめることが可能なセルジアン結晶相およびサフィリン結晶相を含有することが望ましい。
図1に示すように、本発明の配線基板1は、絶縁層2とAu、Ag、Cuのうちいずれかを主成分として含有する配線層とを備えたものであって、この配線層は配線基板1の表裏面に配置された表面導体層5と配線基板1の内部に配置された内部導体層9および導体層間を接続するビアホール導体11とから構成されている。本発明の配線基板1を構成する絶縁層2は、単層であってもよく、図1に示すように複数積層されていてもよい。
そして、本発明の配線基板1によれば、絶縁層2はガラス相と結晶相とからなり、6〜29質量%のSiO2と、12〜34質量%のB2O3と、6〜46質量%のAl2O3と、15〜33質量%のMgOと、6〜19質量%のBaOとを含有し、さらに、ZrO2、CeO2、Y2O3、SnO2、TiO2の群から選ばれる少なくとも1種をその合量で1〜10質量%含有していることが重要である。
このような構成とすることで、ガラス転移点を低温化した場合においても、良好な耐薬品性を確保することが可能となり、めっき後の変色や、表面導体層5の接着強度の低下を防止することができる。
このような絶縁層2は、例えば、ガラス粉末とセラミックス粉末とを混合して作製した成形体を焼成することで作製することができる。
この絶縁層2を構成する成分について以下に説明する。
SiO2はガラスのネットワークフォーマーであり、その含有量が上記範囲よりも少ない場合には、ガラスが失透し、安定に製造することが困難となり、逆に、その含有量が上記範囲よりも多い場合には、ガラス転移点が上昇し、1050℃以下の低温焼成で緻密化することが困難となる。SiO2の特に望ましい範囲は、10〜25質量%である。
また、B2O3は、ガラスのネットワークフォーマーであると同時に、軟化温度、溶解温度を低下せしめる働きがあり、B2O3が範囲内である場合には、工業的に安価に製造することが容易になると同時にガラスのガラス転移点を低下させることができる一方、B2O3は対薬品性を劣化させる成分でもある。
その含有量が上記範囲よりも少ない場合には、ガラス転移点が上昇し、絶縁層2の収縮開始温度を他の絶縁層3よりも低温とすることが困難となり、逆に、その含有量が上記範囲よりも多い場合には、耐薬品性が低下する。B2O3の特に望ましい範囲は、16〜30質量%である。特に、その全量をガラス粉末中に含有せしめることが望ましい。
Al2O3は、ガラスの耐薬品性を向上させる効果を有する。また、セラミックス粉末aとして、特にアルミナを用いることにより、絶縁層2の耐薬品性を向上させることに加えて、抗折強度の向上を同時に達成することが可能となる。
その含有量が上記範囲よりも少ない場合には、耐薬品性が低下し、逆に、その含有量が上記範囲よりも多い場合には、ガラス転移点が上昇する。Al2O3の特に望ましい範囲は20〜31質量%である。
また、MgOは、ガラスの耐薬品性を向上させる効果が特に高い成分であり、後述するガラス中のMgOの量を増加させることにより、B2O3を増加させた場合においても、高い耐薬品性を示すことが可能となる。
その含有量が上記範囲よりも少ない場合には、耐薬品性が低下し、逆に、その含有量が上記範囲よりも多い場合には、ガラス粉末製造時に溶融残滓として残る恐れがある。
MgOの特に望ましい範囲は17〜30質量%である。
また、BaOはガラス転移点を低下させる効果がある。
その含有量が上記範囲内よりも少ない場合には、ガラス転移点が上昇し、逆に、その含有量が上記範囲よりも多い場合には、耐薬品性が低下する。BaOの特に望ましい範囲は9〜16質量%である。
また、ZrO2、CeO2、Y2O3、SnO2、TiO2は、ガラスの結晶化を促進させ、収縮開始温度を低くする効果がある。ZrO2、CeO2、Y2O3、SnO2、TiO2の群から選ばれる少なくとも1種のその合量が、上記範囲よりも少ない場合には、結晶化不足となり、焼成収縮開始温度が高くなり、逆に、その合量が、上記範囲よりも多い場合には、緻密なガラスセラミック焼結体を得ることが困難となる。なお、ZrO2、CeO2、Y2O3、SnO2、TiO2の群から選ばれる少なくとも1種のその合量の特に望ましい範囲は、3〜8質量%である。
また、絶縁層2が、セルジアン結晶相およびサフィリン結晶相を含有することにより、耐薬品性を更に向上させることができるため望ましい。
ここで、セルジアンは化学式がBaAl2Si2O8、サフィリンはMg4Al10Si2O23にて記述される結晶相であり、必ずしも化学両論組成である必要はなく、その固溶体等であっても差し支えない。
さらに、本発明においては、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、上記以外の他の結晶相、例えばAl2O3、ZnSiO4、ZrO2、MgSiO3、Mg2SiO4、MgAl2O4、ZnAl2O4、CaAl2Si2O8、SrAl2Si2O8、Ca2MgSi2O7、Sr2MgSi2O7、Ba2MgSi2O7、ZrSiO4、CaMgSi2O6、CaSiO3、CaZrO3、SrSiO3、BaSiO3等を混合することもできる。
特に、耐薬品性の向上と抗折強度の向上効果が高いという点において、Al2O3結晶相を含有させることが望ましい。
また、本発明の配線基板1によれば、例えば、図2に示すように配線基板1を構成する絶縁層として異なる組成を備えた複数の絶縁層を組み合わせることもできる。すなわち、絶縁層2と、この絶縁層2とは異なる組成の他の絶縁層3とを組み合わせた場合には、両者の焼成収縮開始温度が異なることに起因して、配線基板1の面方向における収縮を抑制することができることから、寸法精度に優れた配線基板1となる。
このとき絶縁層2を配線基板1の表裏面に配置するとともに、他の絶縁層3の組成を絶縁層2よりもSiO2の含有量が10質量%以上多く、B2O3の含有量が10質量%以上少なくなるようにすることが望ましい。
これにより他の絶縁層3よりも収縮開始温度が低い絶縁層2が配線基板1の表面に配置されるため、表裏面に配設された絶縁層2が先に収縮完了することで表裏面の絶縁層2が低温から剛性の高い状態になり、絶縁層2よりも高温で収縮する他の絶縁層3が収縮する際に、表裏面が高い剛性を有するため、収縮の応力による変形等が起こりにくくなり、より効果的に配線基板1の面方向の収縮を制限することが可能となる。
本発明によれば、このように異なる組成を備えた複数の絶縁層を組み合わせ、低温で収縮を開始する絶縁層2を表面に配置した場合であっても、絶縁層2が耐薬品性に優れたものであるため、高い寸法精度を実現できるとともに配線基板1の高い耐薬品性も実現することができるのである。
このように絶縁層2と他の絶縁層3を組み合わせることにより、互いの配線基板1の面方向の収縮を抑制する力が強くなり配線基板1の面方向の焼成収縮率を5%以下、特に2%以下、最適には1%以下とすることができる。
また、上記の組合せとした場合には、他の絶縁層3が収縮開始するときには、絶縁層2の焼成収縮はほぼ終了させることができる。
すなわち、絶縁層2が収縮しているときには他の絶縁層3が収縮せず、他の絶縁層3が収縮しているときには、絶縁層2は収縮しないため、互いの面方向の収縮を制限しあうことが可能であり、面方向の収縮量を5%以下とすることができるため、面方向の収縮量のばらつきも抑制できる。
より効果的に面方向の収縮を制限しあうためには、絶縁層2に用いるガラス粉末aのガラス転移点が、他の絶縁層3に用いるガラス粉末bのガラス転移点より低いことが望ましい。特に、ガラス転移点の差は10℃以上、さらには20℃以上、好適には40℃以上とすることが望ましい。
なお、ここでいう焼成収縮がほぼ終了しているとは、最終焼成体積収縮量の98%以上の収縮が終了しているということであり、特に98%収縮した温度を収縮完了温度と呼ぶ。
一方、収縮開始温度とは、最終焼成体積収縮量の2%収縮した温度を指す。
なお、絶縁層2の剛性を高め、より効果的に面方向の収縮を制限するためには、ガラス粉末aは、焼成により結晶層が析出する結晶化ガラスであることが好ましい。さらには、絶縁層2の焼成収縮開始温度が他の絶縁層3の焼成収縮開始温度より、10℃以上、さらには50℃以上、好適には80℃以上低いことが2種の絶縁層の収縮する温度域の重畳が少なくなるので好ましい。
また、絶縁層2、他の絶縁層3は、いずれも1050℃以下での焼成が可能であり、導体層をCu、Ag、Auなどの低抵抗導体を用いて形成することが可能である。
なお、絶縁層2および他の絶縁層3は、目的に応じて、例えば、比誘電率、曲げ強度、誘電損失、熱伝導率、温度係数などの各種磁器特性を変えた材料設計を行うことができる。
さらには、絶縁層2および他の絶縁層3以外の絶縁層を加えても良い。また、絶縁層2および他の絶縁層3以外の絶縁層が複数種類であっても良い。
続いて、本発明の配線基板の製造方法のうち、絶縁層2と他の絶縁層3とを用いた場合について以下に説明する。なお、絶縁層2のみを用いる場合については、絶縁層2の組成を特定の範囲にすれば、従来周知の配線基板1の製造方法によって容易に作製することができるため、製造方法の説明については省略する。
本発明の配線基板1の製造方法では、絶縁層成形体bにおけるSiO2の含有量が絶縁層成形体aよりも10質量%以上多く、絶縁層成形体bにおけるB2O3の含有量が絶縁層成形体aよりも10質量%以上少ないことが、前述の様に、互いの面方向の収縮を抑制する力が強くなり面方向の焼成収縮率が5%以下、特に2%以下、最適には1%以下とすることができるため重要である。
また、絶縁層成形体aの組成としては、6〜29質量%のSiO2と、12〜34質量%のB2O3と、6〜46質量%のAl2O3と、15〜33質量%のMgOと、6〜19質量%のBaOとを含有し、さらに、ZrO2、CeO2、Y2O3、SnO2、TiO2の群から選ばれる少なくとも1種をその合量で1〜10質量%含有してなることが、ガラス転移点を低温化した場合においても、良好な耐薬品性を確保することが可能となり、めっき後の変色や、表面導体層の接着強度の低下を防止することができるため重要である。
これらの絶縁層2および他の絶縁層3は、Cu、Ag、Auといった低融点の配線層を同時焼成にて形成するために、1050℃以下の低温で焼成する必要があるため、低温で軟化するガラス粉末を用い、その軟化流動により低温焼成するガラスセラミックスにて構成される。
まず、原料粉末としてガラス粉末aおよびガラス粉末bと、セラミックス粉末aおよびセラミックス粉末bを準備する。
そして、これらのガラス粉末とセラミックス粉末とを混合して焼成収縮挙動の異なる2種の絶縁層成形体を作製する。
ここで、ガラス粉末bにおけるSiO2の含有量がガラス粉末aよりも10質量%以上、特に13質量%以上多く、ガラス粉末bにおけるB2O3の含有量がガラス粉末aよりも10質量%以上、特に13質量%以上少なくすることにより、前述の様に、互いの面方向の収縮を抑制する力が強くなり面方向の焼成収縮率が5%以下、特に2%以下、最適には1%以下とすることができるため望ましい。
ガラス粉末aの組成としては、少なくとも10〜30質量%、特に15〜25質量%のSiO2と、20〜35質量%、特に22〜30質量%のB2O3と、1〜10質量%、特に2〜8質量%のAl2O3と、25〜40質量%、特に28〜35質量%のMgOと、10〜20質量%、特に12〜19質量%のBaOとを含有し、さらに、ZrO2、CeO2、Y2O3、SnO2、TiO2の群から選ばれる少なくとも1種をその合量で2〜10質量%、特に3〜8質量%含有してなることが、ガラス転移点を低温化した場合においても、良好な耐薬品性を確保することが可能となり、めっき後の変色や、表面導体層の接着強度の低下を防止することができるため重要である。
また、ガラス粉末a/セラミックス粉末a比は、95/5質量%〜60/40質量%、特に90/10質量%〜70/30質量%であることが焼成収縮率の低減と、良好な耐薬品性を確保することができるため望ましい。
また、セラミックス粉末aは、本発明の範囲を逸脱しない限りは特に制限されるものではなく、例えば、Al2O3、ZnSiO4、ZrO2、MgSiO3、Mg2SiO4、MgAl2O4、ZnAl2O4、CaAl2Si2O8、SrAl2Si2O8、BaAl2Si2O8、Ca2MgSi2O7、Sr2MgSi2O7、Ba2MgSi2O7、ZrSiO4、CaMgSi2O6、CaSiO3、CaZrO3、SrSiO3、BaSiO3等を選択することもできる。
ガラス粉末aの組成、ガラス粉末a/セラミックス粉末a比、セラミックス粉末の種類を選択することにより、目的に応じて、例えば、比誘電率、曲げ強度、誘電損失、熱伝導率、温度係数などの各種磁器特性を変えた材料設計を行うことができる。
セラミックス粉末aとして、特に、耐薬品性の向上と抗折強度の向上効果が高いという点において、Al2O3が望ましい。
一方、ガラス粉末bおよびセラミックス粉末bにおいても、本発明の範囲を逸脱しない限りは特に制限されるものではなく、上述の様な組合せを選択することができる。
絶縁層成形体aならびに絶縁層成形体bが、ガラス粉末とセラミックス粉末とを含有してなり、絶縁層成形体aに含まれるガラス粉末aのB2O3の含有量が絶縁層成形体bに含まれるガラス粉末bのB2O3の含有量よりも多くすることにより、絶縁層成形体aの焼成開始温度を絶縁層成形体bよりも、低温化することが容易となるため望ましい。
絶縁層成形体aならびに絶縁層成形体bが、ガラス粉末とセラミックス粉末とを含有してなり、絶縁層成形体aに含まれるガラス粉末aのSiO2の含有量が絶縁層成形体bに含まれるガラス粉末bのSiO2の含有量よりも少なくすることにより、絶縁層成形体aの焼成開始温度を絶縁層成形体bよりも、低温化することが容易となるため望ましい。
ガラス粉末aのガラス転移点が、ガラス粉末bのガラス転移点より低くすることにより、絶縁層成形体aの焼成開始温度を絶縁層成形体bよりも、低温化することが容易となるため望ましい。
これら2種の絶縁層成形体の原料粉末と、有機バインダと有機溶剤および必要に応じて可塑剤とを混合しセラミックスラリーを作製する。
このセラミックスラリーを用いて、リップコーター法やドクターブレード法などの公知の成形法によってグリーンシートを作製する。なお、場合によっては、片方の絶縁層はペースト化し、印刷により絶縁層を形成することも可能である。
次にこのグリーンシートにパンチングなどによって貫通孔を形成し、その貫通孔内に導体ペーストを充填し、また、表面導体層や内部導体層を、導体ペーストを用いてスクリーン印刷法やグラビア印刷法などの公知の印刷法によって被着形成する。
このようにして得られた各グリーンシートからなる絶縁シートAおよび他の絶縁シートBを所定の積層順序に応じて積層して積層成形体を形成した後、焼成する。
焼成にあたっては、昇温して、絶縁シートAの収縮開始温度に達した後、徐々に昇温するか、または収縮開始温度、あるいは収縮開始温度以上、他の絶縁シートBの収縮開始温度よりも低い温度で、一時的に炉内温度を保持して絶縁層2が最終収縮率の90%以上焼成が進行するまで保持する。この時絶縁シートAは、その温度で焼成収縮しない他の絶縁シートBによって面方向への収縮が抑制され、Z方向に焼成収縮する。
その後、絶縁シートAが最終収縮率の90%以上収縮した後、他の絶縁シートBの収縮開始温度に昇温して焼成する。この焼成によって、他の絶縁シートBは、焼結がほぼ完了した絶縁シートAによって面方向への焼成収縮が抑制され、Z方向に焼成収縮する。その結果、絶縁シートAおよび他の絶縁シートBともに面方向への焼成収縮が抑制され、Z方向に焼成収縮した寸法制度の高い基板を作製することができる。
得られた焼結体を必要に応じて、例えば、アルカリ脱脂やガラスエッチング等の前処理を行った後、Ni−Au、Cu−Au等のめっき処理を施すことにより、本発明の配線基板を得ることができる。
まず、表1に示す平均粒径2.0μmのガラス粉末A1〜A33と、平均粒径2.0μmのアルミナ粉末とを表1に示す割合で混合し、有機バインダーとしてアクリルバインダー、有機溶剤としてトルエンとを混合してスラリーを作製し、これをドクターブレード法によりグリーンシートを作製し、配線基板用の厚みが70μmの絶縁シートを作製した。なお、これらの絶縁シートは焼成後に表2に示す組成となる。
次に、これらの絶縁シートに平均粒径5μmの銀粉末を含有する導体ペーストを塗布して配線パターンを形成し、これらの絶縁シートをそれぞれ7層ずつ積層して、縦100mm、横100mmの積層成形体を作製し、大気中400℃で脱バインダー処理し、さらに900℃で1時間保持して焼成し、配線基板を作製した。
なお、これらの試料には表層に焼成後に2mm角となる配線パターンを形成した。そして、これらの試料の一部には、配線パターンにNi−Auめっきを施し、めっき処理前後の表面導体層の接着強度を測定した。
次に、これらの絶縁シートに平均粒径5μmの銀粉末を含有する導体ペーストを塗布して配線パターンを形成し、これらの絶縁シートをそれぞれ7層ずつ積層して、縦100mm、横100mmの積層成形体を作製し、大気中400℃で脱バインダー処理し、さらに900℃で1時間保持して焼成し、配線基板を作製した。
なお、これらの試料には表層に焼成後に2mm角となる配線パターンを形成した。そして、これらの試料の一部には、配線パターンにNi−Auめっきを施し、めっき処理前後の表面導体層の接着強度を測定した。
接着強度の測定は、0.8mmφのリード線を半田付けし、オートグラフを用いて垂直に引っ張り、めっき後の表面導体層の接着強度を測定した。なお、0.2MPa以上の接着強度を合格とした。また、めっき処理前後の色調の変化についても目視で評価し、色調の変化がないものを合格とした。なお、試料の結晶層はXRDを用いて測定した。
表2に、試料のめっき処理前後の接着強度と色調の変化について記載する。
表2に記載されたように、本発明の範囲外の組成の試料No.a2、a7、a8、13a、a14、a19、a20、a25、a26およびa31〜a33は、めっき処理の前後で色調の変化が確認され、表面導体層の接着強度も劣化していることがわかる。
一方、本発明の試料No.a1、a3〜a6、a9〜a12、a15〜a18、a21
〜a24およびa27〜a30は、めっき処理の前後で色調の変化がなく、表面導体層の接着強度も0.22MPa以上となった。
〜a24およびa27〜a30は、めっき処理の前後で色調の変化がなく、表面導体層の接着強度も0.22MPa以上となった。
次に、組成の異なる絶縁層の組み合わせについて検討した。まず、表3のB1のガラス粉末と平均粒径2.0μmのアルミナ粉末とを表3に示す割合で混合し、焼成後に表4のb1の組成となる厚さが70μmの他の絶縁シートb1を作製した。
次に、この他の絶縁シートb1と先に作製した表2の絶縁シートa1とに平均粒径5μmの銀粉末を含有する導体ペーストを塗布して配線パターンを形成し、これらの絶縁シートを表5に示す組み合わせで7層積層して、縦100mm、横100mmの積層成形体を作製し、大気中400℃で脱バインダー処理し、さらに900℃で1時間保持して焼成し、配線基板を作製した。
なお、これらの試料には表層に焼成後に2mm角となる配線パターンを形成した。そして、これらの試料の一部には、配線パターンにNi−Auめっきを施し、めっき処理前後の表面導体層の接着強度を測定した。また、めっき処理前後の色調の変化についても目視で評価し、色調の変化がないものを合格とした。
また、これらの試料については、焼成前の積層成形体と焼成後の多層基板に対して、長さ65mmのポイント間の収縮率を表裏面双方について測定し、収縮率の大きい方の値を表5に記載した。また、面方向の寸法精度として、収縮率の最大値と最小値の差を評価して表5に記載した。なお、n数は22とした。
なお、これらの試料には表層に焼成後に2mm角となる配線パターンを形成した。そして、これらの試料の一部には、配線パターンにNi−Auめっきを施し、めっき処理前後の表面導体層の接着強度を測定した。また、めっき処理前後の色調の変化についても目視で評価し、色調の変化がないものを合格とした。
また、これらの試料については、焼成前の積層成形体と焼成後の多層基板に対して、長さ65mmのポイント間の収縮率を表裏面双方について測定し、収縮率の大きい方の値を表5に記載した。また、面方向の寸法精度として、収縮率の最大値と最小値の差を評価して表5に記載した。なお、n数は22とした。
表5に示すように、表裏面の絶縁層をa1で構成し、第2、4、6層の他の絶縁層をb1で構成した試料No.1では、面方向の収縮率が最も小さくなり、寸法精度も最も優れたものとなった。また、めっき処理による色調の変化もなく、優れた表面導体層の接着強度を実現することができた。
すなわち、表裏面の絶縁層を特定の組成範囲とし、この絶縁層と、この表裏面の絶縁層よりもSiO2の含有量が10質量%以上多く、B2O3の含有量が10質量%以上少ない絶縁層とを積層した本発明の配線基板は、優れた寸法精度と優れた表面導体層の接着強度を実現することができた。
次に、焼成後に表2に示す組成となる表1に記載のガラス粉末を用いた厚さ70μmの絶縁シートと、焼成後に表4に示す組成となる表3に記載のガラス粉末を用いた厚さ70μmの他の絶縁シートとを、表6に示す組合せで積層成形体を作製し、7層積層して、縦100mm、横100mmの積層成形体を作製し、大気中400℃で脱バインダー処理し、さらに900℃で1時間保持して焼成し、配線基板を作製した。
これらの7層の絶縁シートの組合せは、表6に示した絶縁層2が第1、3、5、7層目となるようにし、他の絶縁層3が第2、4、6層目となるようにした。
これらの7層の絶縁シートの組合せは、表6に示した絶縁層2が第1、3、5、7層目となるようにし、他の絶縁層3が第2、4、6層目となるようにした。
また、積層する前に、絶縁シートに平均粒径5μmの銀粉末を含有する導体ペーストを塗布して、表層に焼成後に2mm角となる配線パターンを形成した。そして、これらの試料には、配線パターンにNi−Auめっきを施し、めっき処理前後の表面導体層の接着強度を測定した。また、めっき処理前後の色調の変化についても目視で評価し、色調の変化がないものを合格とした。
また、これらの試料については、焼成前の積層成形体と焼成後の多層基板に対して、長さ65mmのポイント間の収縮率を表裏面双方について測定し、収縮率の大きい方の値を表5に記載した。また、面方向の寸法精度として、収縮率の最大値と最小値の差を評価して表5に記載した。なお、n数は22とした。
また、これらの試料については、焼成前の積層成形体と焼成後の多層基板に対して、長さ65mmのポイント間の収縮率を表裏面双方について測定し、収縮率の大きい方の値を表5に記載した。また、面方向の寸法精度として、収縮率の最大値と最小値の差を評価して表5に記載した。なお、n数は22とした。
表6に示すように、本発明の範囲外の試料No.7、13、19、25および31は、めっき処理の前後で色調の変化が確認され、表面導体層の接着強度も劣化していることがわかる。
一方、本発明の試料No.6、8〜12、14〜18、20〜24、26〜30および32〜36は、めっき処理の前後で色調の変化がなく、表面導体層の接着強度も0.2MPa以上となった。
なお、収縮終了温度が900℃を越える絶縁層もあったが、900℃で1時間保持したため、いずれも十分に緻密化していることを確認した。
1・・・配線基板
2・・・絶縁層
3・・・他の絶縁層
5・・・配線層
2・・・絶縁層
3・・・他の絶縁層
5・・・配線層
Claims (3)
- ガラス相と結晶相とを具備する絶縁層と、Au、Ag、Cuのうちいずれかを主成分として含有する配線層とを具備する配線基板において、前記絶縁層が、6〜29質量%のSiO2と、12〜34質量%のB2O3と、6〜46質量%のAl2O3と、15〜33質量%のMgOと、6〜19質量%のBaOとを含有し、さらに、ZrO2、CeO2、Y2O3、SnO2、TiO2の群から選ばれる少なくとも1種をその合量で1〜10質量%含有してなることを特徴とする配線基板。
- 前記絶縁層と、前記絶縁層よりもSiO2の含有量が10質量%以上多く、B2O3の含有量が10質量%以上少ない他の絶縁層とが積層されてなり、少なくとも前記絶縁層が表裏面に配設されていることを特徴とする請求項1に記載の配線基板。
- 前記絶縁層が、セルジアン結晶相およびサフィリン結晶相を含有することを特徴とする請求項1または2に記載の配線基板。
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