JP2016219768A - 絶縁体および配線基板 - Google Patents

Abstract

【課題】 機械的強度の確保、および欠けや割れ等の抑制に有効な絶縁体等を提供すること。【解決手段】 シロキサン結合を含むガラス２ａおよびシリカ２ｂを主成分として含有する第１相２と、架橋樹脂材料を主成分として含有する第２相３とを備えており、第１相２を海とし、第２相３を島とする海島構造を有している絶縁体１である。第１相２によって絶縁体１の機械的な強度が確保され、第２相３によって絶縁体１におけるミクロクラックの進行およびその進行による欠けや割れ等の機械的な破壊が抑制され得る。【選択図】 図１

Description

本発明は、配線基板用の基板等に用いられる絶縁体、および絶縁体を含む配線基板に関するものである。

酸化アルミニウム等のセラミック成分とガラス成分とを含み、ガラス成分を介してセラミック成分が焼結してなる絶縁体が知られている。このような絶縁体は、例えば半導体素子や弾性表面波素子等の電子部品が搭載される配線基板用の部材として用いられる。

配線基板は、平板状等の所定の形状に成形された絶縁体と、絶縁体の表面に設けられた配線導体とを有している。平板状の絶縁基体の主面に電子部品が搭載され、電子部品の電極が配線導体と電気的に接続される。電子部品が搭載された配線基板は、コンピュータ、携帯電話または各種のセンサ等の電子機器において部品として実装され、使用される。

特開2001−52526号公報 特開平６−224042号公報

しかしながら、上記従来技術の絶縁体および配線基板においては、絶縁体にセラミック成分が含まれているため、落下による衝撃等によって生じたミクロクラックの進行による欠けや割れ等の機械的な破壊が絶縁体に生じやすいという問題点があった。

特に、絶縁体が電子部品搭載用の配線基板において用いられる場合には、近年の電子機器の小型化に対応して配線基板も小型化が著しいため、わずかな欠けや割れ等でも電子機器の機能に障害を生じる可能性が高い。また、電子機器用の配線基板としての、より一層の信頼性向上が難しい。

本発明の一つの態様の配線基板は、シロキサン結合を含むガラスおよびシリカを主成分として含有する第１相と、架橋樹脂材料を主成分として含有する第２相とを備えており、前記第１相を海とし、前記第２相を島とする海島構造を有している。

本発明の一つの態様の配線基板は、上記構成の絶縁体を含む基板と、該基板の表面に設けられた配線導体とを備える。

本発明の一つの態様の絶縁体によれば、シロキサン結合を含むガラスおよびシリカを主成分とする第１相を含有していることから、例えば配線基板用の基板等に用いられたときに十分な機械的強度を有している。また、第１相に比べて低弾性率の架橋樹脂材料を含む第２相を含有しているため、仮に第１相においてミクロクラック等の破壊が生じ始めたとしても、そのミクロクラックの進行を第２相において抑制することができる。すなわち、上記態様の絶縁体は、第１相を海とし、第２相を島とする海島構造を有していることから、第１相におけるミクロクラックの進行が第２相で妨げられる。そのため、絶縁体の一部が欠けや割れてしまうような機械的な破壊が効果的に抑制される。したがって、欠けや割れ等の機械的な破壊の抑制に有効な絶縁体を提供することができる。

本発明の一つの態様の配線基板によれば、上記構成の絶縁体を有していることから、絶縁体における欠けや割れ等の機械的な破壊が効果的に抑制された、信頼性の高い配線基板を提供することができる。

本発明の実施形態の絶縁体における断面の一部を模式的に示す断面図である。 （ａ）本発明の実施形態の配線基板を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図であり、（ｃ）は下面図である。 図１の要部の一例を拡大して模式的に示す断面図である。 図１に示すシリカの一部分をさらに拡大して示す断面図である。

本発明の実施形態の絶縁体および配線基板について、添付の図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態絶縁体の断面の一部を模式的に示す拡大断面図である。図２（ａ）は本発明の実施形態の配線基板を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図であり、（ｃ）は下面図である。図３は、図１の要部の一例を拡大して模式的に示す断面図である。

絶縁体１は、第１相２を海とし、第２相３を島とする海島構造を有している。また、絶縁体１を含む基板11の表面に配線導体12が設けられて配線基板10が基本的に形成されている。配線基板10は、例えば電子部品21を搭載するために用いられる。配線基板10に電子部品21が搭載され、電子部品21と配線導体12とがボンディングワイヤ等の導電性接続材22によって接続されて、各種の電子機器に部品として実装される電子装置20が形成される。これらの内容について、以下に詳しく説明する。

例えば図１に示す例のように、絶縁体１は、シロキサン結合を含むガラス２ａおよびシリカ２ｂを主成分とする第１相２と、架橋樹脂材料を主成分とする第２相３とを有している。この絶縁体１は、第１相２を海とし、第２相３を島とする海島構造を有している。第１相２は、シロキサン結合を含むガラス２ａおよびシリカ２ｂを主成分として含有しているため曲げ強度等の機械的な強度が比較的大きい。すなわち、シロキサン結合を含むガラス２ａは例えば３次元構造のポリシロキサンであり、さらに機械的な強度が高いシリカ２ｂを含有しているため第１相２の機械的強度が高い。また、第２相３は、架橋樹脂材料を主成分としているため、弾性率が比較的小さい。そのため、絶縁体１は、機械的な強度が比較的大きいマトリクス部材に、弾性率が比較的小さい粒状のものがミクロ的に分散した構造を有しているものとみなすことができる。

このような絶縁体１によれば、上記構成の第１相２を含有していることから、例えば配線基板10用の基板11等に用いられたときに十分な機械的強度を有している。また、上記構成の第２相３を含有しているため、仮に第１相２においてミクロクラック等の破壊が生じ始めたとしても、そのミクロクラックの進行を第２相３において抑制することができる。第１相２が絶縁体１としての形状の維持および機械的な強度の確保等の機能を有し、第２相３が絶縁体１の欠けの抑制といった信頼性の向上の機能を有している。

すなわち、実施形態の絶縁体１は、第１相２を海とし、第２相３を島とする海島構造を有していることから、第１相２におけるミクロクラックの進行が第２相３で妨げられる。そのため、絶縁体１の一部が欠けたり割れたりしてしまうような機械的な破壊が効果的に
抑制される。したがって、欠けや割れ等の機械的な破壊の抑制に有効な絶縁体１を提供することができる。

第１相２は、シロキサン結合を含むガラス（以下、単にガラスともいう）２ａおよびシリカ２ｂを主成分として含有している。第１相２の主成分の１つであるガラス２ａは、第１相２、さらに絶縁体１全体を形成する主構造部分である。このガラス２ａは、上記のようにシロキサン結合を含んでいる。言い換えれば、ケイ素同士がシロキサン結合を介して互いに結合してなるポリシロキサンがガラス２ａとして所定の形状を形成し、第１相２の主成分として含有されている。また、第１相２の主成分の他の１つであるシリカ２ｂは、シロキサン結合でガラス２ａと結合し、上記のガラス２ａの機械的な強度を向上させる機能を有する。この場合、ガラス２ａがシロキサン結合を含むものであるため、ガラス２ａとシリカ２ｂとの結合が強固なものとなり、ガラス２ａおよびシリカ２ｂを第１相２として一体化されたものとすることができる。

なお、第１相２は、主成分以外に、アルミナやカルシア、マグネシア等の充填剤を含有していても構わない。第１相２における主成分であるシロキサン結合を含むガラス２ａおよびシリカ２ｂの含有率は、例えば第１相２全体に対して約50〜100質量％程度に設定さ
れていればよい、これによって、第１相２（絶縁体１）としての機械的強度を十分に確保することができる。

第１相２のシラノール結合を有するガラス２ａは、例えばオルガノシロキサンについて、アルコキシル基等を加水分解させてシラノール基に変え、このシラノール基同士を縮合結合させて、ガラス化したものである。つまりオルガノポリシロキサンからアルコキシル基が除去され、シラノール基同士がシロキサン結合した構造を有している。

オルガノシロキサンとしては、例えば、メトキシシロキサン、エトキシシロキサン、ブトキシシロキサン、プロキシシロキサンおよびフェノキシシロキサン等が挙げられる。

第１相２のシリカ２ｂは、例えば図１に示すように粒子としてガラス２ａ中に含まれ、ガラス２ａとシロキサン結合で結合して一体化している。この場合、例えば図３に示すように、粒子状であるシリカ２ｂのうち表面部分のシラノール基がガラス２ａのシラノール基と縮合結合して、シロキサン結合を形成している。

以上のように第１相２は、主成分であるガラス２ａが第１相２としての全体の形状を規定し、これをシリカ２ｂが補強して、一定の形状を有するとともに機械的強度を有するマトリクス部材（母材）を形成している。

第２相３は、上記のように第１相２におけるミクロクラックの進行を抑制するためのものである。そのため、第２相３は、ミクロクラックの進行の抑制のみを考慮すれば、その弾性率が低い方が好ましい。この点に関して、例えば第２相３は、−25℃〜125℃におけ
る曲げ弾性率が300ＧＰａ以下のものが好ましく、10ＧＰａ以下のものがより一層好まし
い。ただし、第２相３は、絶縁体１としての機械的強度にも影響を与える。したがって、その点も含めて考慮すれば、第２相３は、例えば−25℃〜125℃における曲げ弾性率が50
〜300ＧＰａのものがより好ましい。

第２相３を形成している架橋樹脂材料としては、架橋アクリル樹脂および架橋ウレタン樹脂等の架橋樹脂材料を用いることができる。架橋アクリル樹脂および架橋ウレタン樹脂等の架橋樹脂材料は、水中に微分散したエマルジョンとして用いてもよい。これ以外の架橋樹脂材料の例としては、エポキシ樹脂、ビスマレイミド−トリアジン樹脂、ポリイミド樹脂、熱硬化ポリフェニレンエーテル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、キシレン樹
脂、グアナミン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フラン樹脂、ポリウレタン樹脂、マレイン酸樹脂およびユリア樹脂等の熱硬化性樹脂の少なくとも１種が熱反応で架橋されたものが挙げられる。また、これらの架橋樹脂材料は、予め熱架橋して微粉化したものを用いてもよい。

なお、架橋樹脂材料が架橋アクリル樹脂および架橋ウレタン樹脂の少なくとも１種である場合には、次のような点でより有利である。すなわち、架橋剤の比率を高めることにより、架橋密度をより高くすることが容易である。そのため、第２相３としての熱分解温度をより高くすることができる。なお、窒素中で熱重量減少５％程度の温度を樹脂の熱分解温度として規定する。これらの架橋樹脂材料の熱分解温度は、例えば第２相３の耐熱性、ならびに絶縁体１としての生産性および経済性等を考慮して、約200〜350℃程度に設定される。熱分解温度は、熱重量測定／熱天秤（ＴＧ−ＤＴＡ）等の測定方法で測定できる。

また、第２相３は、熱硬化性樹脂等の架橋樹脂材料以外に、熱硬化性ゴム等の樹脂材料を含有していてもよい。また、ポリエチレングリコール等の可塑剤、アゾ系顔料剤等の添加材をさらに含有していてもよい。この場合、第２相３は、主成分である架橋樹脂材料の含有率が、例えば80〜98質量％程度に設定される。この場合には、第２相３において上記クラックの進行をより効果的に抑制することができる。また、第２相３の第１相２に対する接合の強度をより高くすることができる。

また、島としての第２相３の形状については、例えば図１に示す例のように、不定形状のものが挙げられる。この場合には、島としての第２相３の表面積（つまり第２相３との接合界面の面積）をより大きくすることに関して有利である。そのため、第１相２と第２相３との接合強度の向上に対してより有効である。

なお、第２相３の形状は、球状、楕円球状等の、不定形以外の形状であってもよい。例えば、未硬化の熱硬化性樹脂の熱硬化によって第２相３が形成されたものであるときに、硬化前の熱硬化性樹脂が表面張力で丸くなるようなものであれば、第２相３の形成がより容易であり、絶縁体１としての生産性および経済性等の点でより有利である。また、第２相３は、表面積（第１相２との接合面積）をより大きくするように、表面が波打っている波状であってもよい。

絶縁体１における第２相３の存在の割合は、例えば合計の体積比で、第１相２：第２相３＝95：３〜60：40程度の範囲に設定されていればよい。この場合には、絶縁体１としての機械的な強度を確保しながら、欠けの抑制に対してより高い効果を得ることができる。

第２相３の第１相２への分散の形態に関しては、第２相３が第１相２内にほぼ均一に分散していてもよい。この場合には、絶縁体１でランダムに発生するミクロクラックの進行を、絶縁体１内において偏りなく抑制することができる。また、第２相３が絶縁体１の表面近くで内部よりも多く分散していてもよい。この場合には、絶縁体１の外表面を起点として発生するミクロクラックの進行を、より効果的に抑制することができる。

また、実施形態の絶縁体１において、例えば図３に示すように、第１相２と第２相３との界面にシラン化合物が介在していてもよい。この場合には、シラン化合物を介して、第１相２と第２相３とが互いに、より強固に結合し合う。そのため、この場合には、絶縁体１としての機械的な強度をさらに高くすることができる。

図３の例において、シラン化合物は、第２相３との化学結合が可能な基Ａを有するシラノールであり、いわゆるシランカップリング剤である。シラン化合物の第２相３との化学結合は、例えば第２相３の熱硬化性樹脂との架橋である。また、この場合には、シラノー
ル基の酸素が第１相２のガラス２ａまたはシリカ２ｂとシロキサン結合で結合する。シラノール基は、上記の基Ａが結合している部分を除いて、一部または全ての水素（Ｈ）またはアルキル基（Ｒ）が外れて第１相２のガラス２ａまたはシリカ２ｂとシロキサン結合で結合しているものでも構わない。

第２相３との化学結合が可能な基Ａとしては、例えば、エポキシ基、アミノ基およびビニル基等が挙げられる。これらの基Ａが、第２相３の熱硬化性樹脂と付加反応、ラジカル反応または脱水縮合反応等で互いに結合し合う。

シラン化合物としては、上記以外に、例えばオルガノシランおよびポリアルキルシラノール等が挙げられる。

なお、第１相２のシリカ２ｂは二酸化珪素であり、高い電気絶縁性を持ち、絶縁材料としては、低誘電正接である。そのため、高周波信号が伝送される配線基板10に適している。すなわち、シリカ２ｂは、第１相２の電気的な特性の調整のための成分としても有効に機能することができる。第１相２について、例えば誘電正接を低く抑えることが好ましい場合には、シリカ２ｂの含有率をより大きくすればよい。

このシリカ２ｂは、例えば粒子としてガラス２ａ中に分散しているとともに、前述したようにガラス２ａとシロキサン結合で結合して互いに一体化している。このようなシリカ２ｂの粒子の例としては、例えば図１に示す例のような楕円球状または球状等のもの（断面において楕円形状または円形状等）が挙げられる。第１相２についてシリカ２ｂを効率よく高充填とする場合には、球状シリカ（球状のシリカ２ｂ粒子）が好ましい。また、シリカ２ｂは、粒子であるときに、不定形状のものであっても構わない。シリカ２ｂが不定形状の粒子である場合には、シリカ２ｂ粒子の表面に多数の凹凸を設けてシリカ２ｂのガラス２ａとの結合の面積をより大きくすることもできる。

第１相２の主成分であるガラス２ａおよびシリカ２ｂについて、この主成分中におけるそれぞれの割合は、絶縁体１の用途、その用途において要求される電気的または機械的な特性、生産性および経済性等の条件に応じて適宜設定すればよい。例えば、絶縁体１が後述する配線基板10の基板11として用いされる場合には、ガラス２ａおよびシリカ２ｂからなる主成分において、ガラス２ａの割合（質量の含有率）を10〜80質量％程度に設定し、シリカ２ｂの割合を20〜90質量％程度に設定すればよい。

また、上記粒状のシリカ２ｂは、例えば図４に示すように、それぞれの平均粒径が互いに異なる第１微細粒２ｂａと第２微細粒２ｂｂとの混合物からなるものであってもよい。なお、図４は、図１に示すシリカ２ｂの一部分をさらに拡大して示す断面図である。図４において図１〜図３と同様の部位には同様の符号を付している。

図４に示す例では、第１微細粒２ｂａの平均粒径が第２微細粒２ｂｂの平均粒径よりも大きい。それぞれの平均粒径が互いに異なる第１微細粒２ｂａと第２微細粒２ｂｂとを含む以下の各例においても、第１微細粒２ｂａの平均粒径が第２微細粒２ｂｂの平均粒径よりも大きいものとして説明する。

第１微細粒２ｂａと第２微細粒２ｂｂとは、互いの界面の水酸基がシラン化合物を介して、シロキサン結合等の形態で化学的に結合し合っている。これによって、多数の第１微細粒２ｂａおよび第２微細粒２ｂｂが粒子状にまとまって、第１相２における粒状のシリカ２ｂ（シリカ２ｂの粒子）を形成している。

この場合には、平均粒径が比較的大きい第１微細粒２ｂａ同士の間の隙間に、平均粒径
が比較的小さい第２微細粒２ｂｂが入り込んだ構造になり、シリカ２ｂの粒子としての機械的な強度が向上する。また、これに伴い絶縁体１としての機械的な強度も向上する。したがって、例えば配線基板10用の基板11等における機械的強度の向上により有効な絶縁体１を提供することができる。また、より機械的強度の高い基板11を含む配線基板10を提供することができる。

なお、シリカ２ｂが、互いに平均粒径が異なる第１微細粒２ｂａと第２微細粒２ｂｂとの混合物であるときのシリカ２ｂの機械的な強度の向上は、より大きな第１微細粒２ｂａ同士の隙間により小さな第２微細粒２ｂｂが入り込んで、機械的な破壊の起点になる上記隙間が低減されることによると考えられる。

絶縁体１の機械的な強度は、抗折強度によって測定することができる。また、絶縁体１の抗折強度は、例えば一般的な３点曲げ試験によって測定することができる。

なお、第１微細粒２ｂａおよび第２微細粒２ｂｂの平均粒径は、例えばこれらを水または有機溶剤に分散させて、マイクロトラック（レーザー回折散乱法）で測ることができる。

第１微細粒２ｂａおよび第２微細粒２ｂｂの平均粒径の比率は、例えば、約２倍以上であって約６倍以下の範囲に設定される。この場合、第１微細粒２ｂａの平均粒径は、例えば約４〜６μｍであり、第２微細粒２ｂｂの平均粒径は、例えば約１〜２μｍである。

また、図４に示す例において、第１微細粒２ｂａが結晶性シリカであり、第２微細粒２ｂｂが非結晶性シリカであってもよい。すなわち、第１微細粒２ｂａが結晶性シリカであるとともに第２微細粒２ｂｂが非結晶性シリカであり、第１微細粒２ｂａの平均粒径が第２微細粒２ｂｂの平均粒径よりも大きいものであってもよい。

この場合には、シリカ２ｂの粒子自体の機械的な破壊がより効果的に抑制される。これは、結晶性シリカからなる第１微細粒２ｂａの機械的な強度が高いこと、および非結晶性シリカからなる第２微細粒２ｂｂの弾性率が第１微細粒２ｂａ（結晶性シリカ）の弾性率よりも小さいことによる。つまり、第１微細粒２ｂａによって個々のシリカ２ｂの粒子としての機械的な強度が向上しているとともに、シリカ２ｂの粒子に作用する応力が第２微細粒２ｂｂの変形によってより効果的に吸収される。

また、第１微細粒２ｂａが結晶性シリカであるとともに第２微細粒２ｂｂが非結晶性シリカであるときには、第１微細粒２ｂａ同士の隙間に容易に入り込むことができる程度に第２微細粒２ｂｂの平均粒径を小さくすることも容易である。すなわち、第１微細粒２ｂａの平均粒径が第２微細粒２ｂｂの平均粒径よりも大きいシリカ２ｂを含む形態の絶縁体１の製作がより容易である。

結晶性シリカからなる第１微細粒２ｂａは、例えば、二酸化ケイ素の結晶材（第１微細粒２ｂａよりも大きい粗粒状またはブロック状等）を機械的な粉砕加工等の方法で粉砕することによって作製することができる。粉砕されて作製された個々の第１微細粒２ｂａは、それぞれに結晶性シリカによって形成されている。また、非結晶性シリカからなる第２微細粒２ｂｂは、例えば、気相法から得られた液状シリカを噴霧して乾燥することによって作製することができる。噴霧によって微粉化し、それぞれが非結晶性のシリカである第２微細粒２ｂｂが作製される。

また、例えば図４に示す例のように、第１微細粒２ｂａが破砕状であり、第２微細粒２ｂｂが球状であってもよい。言い換えれば、破砕状である結晶性シリカによって第１微細
粒２ｂａが形成されているとともに、球状である非結晶性シリカによって第２微細粒２ｂｂが形成されていてもよい。なお、破砕状とは、上記のようにより大きな結晶材が破砕されて作製された微粒子の形状であり、例えば、複数の角部および平面を有する不定形状、多角柱状または複数の突起部を有する球状もしくは楕円球状等の形状である。破砕状である第１微細粒２ｂａは、上記のような形状であって互いに異なる形状を有する粒子を含むもの（いわゆる不揃いなもの）であってもよい。

第１微細粒２ｂａが破砕状であり、第２微細粒２ｂｂが球状である場合には、破砕状である第１微細粒２ｂａの間の隙間に球状の第２微細粒２ｂｂがより高い密度で入り込むため、シリカ２ｂの機械的な強度がさらに向上する。ひいては絶縁体１の機械的な強度がさらに向上する。

なお、また、シリカ２ｂが第１微細粒２ｂａと第２微細粒２ｂｂとの混合物であるときには、第１微細粒２ｂａおよび第２微細粒２ｂｂのいずれか一方が他方に比べて極端に大きな割合で含有されていない方が、シリカ２ｂの機械的な強度を高める効果が大きい。言い換えれば、シリカ２ｂにおいて第１微細粒２ｂａと第２微細粒２ｂｂとが互いに同じ程度の割合（質量％）で含有されていることが、シリカ２ｂの機械的な強度の向上の点では有利である。

シリカ２ｂにおいて第１微細粒２ｂａと第２微細粒２ｂｂとが互いに同じ程度の割合（質量％）程度で含有されていれば、第１微細粒２ｂａ間の隙間を埋めて補強する程度に第２微細粒２ｂｂの量を確保することが容易である。また、平均粒径が比較的小さい第２微細粒２ｂｂの割合が比較的小さく抑えられるため、第１および第２微細粒２ｂａ、２ｂｂといった粒子同士の界面の面積がより小さく抑えられる。このような界面はシリカ２ｂ自体の機械的な破壊の起点になりやすいのに対して、その界面が比較的少ないため、シリカ２ｂ自体の機械的な破壊もより効果的に抑制される。

実施形態の絶縁体１は、例えば次のようにして作製することができる。

すなわち、まず、第１相２の原料として上記メトキシシロキサン等のオルガノシロキサンおよびシリカ粉末を準備する。また、第２相３の原料として架橋アクリル樹脂等の樹脂用材料のエマルジョンを準備する。架橋の樹脂用材料は、混合した後に熱架橋させてもよい。さらに、上記のシリカ粉末について、結晶性シリカと非晶性シリカとの混合物を、水酸化カリウム等のアルカリ（水溶液）で処理した後に、オルガノシロキサンと混合反応させて作製してもよい。この反応は、室温で進行し、緻密な絶縁体１が得られる。すなわち、絶縁体１としての生産性および特性がさらに向上する。なお、アルカリ処理時のｐＨは、10〜13の範囲が好ましい。

次に、これらの材料の粉末および粒状等の原料を互いに混合するとともに混練して作製したスラリーをシート状に成形してグリーンシートを作製する。スラリーをシート状に成形する方法としては、例えば、ドクターブレード法、リップコータ法またはカレンダロール法等のシート形成技術が挙げられる。シート状への成形に際しては、水溶液、可塑剤または分散剤、顔料等を添加しても構わない。

また、金型内に上記の第１相２の原料および第２相３の原料とを充填して成形し、この成形体を、加圧および後述する加熱とを同時に行なう方法で、絶縁体１を作製することもできる。

次に、このグリーンシートもしくはその積層体、または上記の成形体を加熱して、オルガノシロキサンに縮合反応を生じさせて互いに結合させるとともに、オルガノシロキサン
の一部とシリカ粉末とを互いにシロキサン結合で結合させる。このときに、例えばグリーンシートに打ち抜き加工等の加工を施して所定の形状および寸法に成形するとともに、必要に応じて複数枚を積層して積層体を作製しておいてもよい。

以上の工程によって、第１相２を海とし、第２相３を島とする海島構造を有する絶縁体１を作製することができる。この絶縁体１の作製時の上記原料に、前述したシラノール等のシラン化合物も添加しておけば、第１相２と第２相３との間にシラン化合物を介在させて、第１相２と第２相３との結合をより強固なものとすることができる。そのため、より一層機械的強度等において優れた絶縁体１を作製することができる。

前述したように、上記構成の絶縁体１を含む基板11と、この基板11の表面に設けられた配線導体12とによって配線基板10が基本的に形成されている。配線基板10は、例えば電子部品搭載用基板として用いられ、基板11の上面に電子部品21が搭載されて電子装置20が作製される。電子部品21と配線導体12とは、例えばボンディングワイヤ等の導電性接続材22によって互いに電気的に接続される。

基板11は、絶縁体１以外に、例えば配線導体12の一部を被覆する被覆層（図示せず）等を含んでいてもよい。被覆層を形成する材料は、例えば、第２相３を形成している架橋樹脂材料でもよく、他の樹脂材料でもよい。

電子部品21としては、例えば半導体集積回路素子、撮像素子および発光素子等を含む半導体素子、水晶振動素子および弾性表面波素子等の圧電素子、容量素子（セラミックチップコンデンサ等）、抵抗器、圧力センサ素子等の種々のセンサ素子、ならびに微細な電子機械システムを有する電子機械システム素子（いわゆるＭＥＭＳ素子）等の種々のものが挙げられる。

基板11は、例えば上面等の露出表面に電子部品21を搭載して固定するための基体として機能する。基板11は、図３の例では四角形の板状であって上面に凹部（符号なし）を有している。凹部を有する基板11は、例えば、基板11用のグリーンシートの一部に、凹部に対応した開口部が設けられて形成されている。基板11は、この形状に限らず、凹部を有していない平板状であってもよく、円形状、楕円形状またはこれらの形状を組み合わせた形状でもよい。また、基板11は、上記の形状であって、平面視において（上面側から見て）外周の一部に凹凸を有するような形状でもよく、不定形状であってもよい。

配線導体12は、電子部品21を外部電気回路（図示せず）に電気的に接続するための導電路として機能する。配線導体12は、電子部品21等との電気的な接続のために、少なくも基板11の上面等の露出する表面に設けられている。なお、配線導体12は、基板11の内部に設けられたものを含んでいてもよい。

配線導体12は、例えば銅、銀、鉛、亜鉛、インジウム、ビスマス等の金属材料によって形成されている。これらの金属材料は、例えば、基板11の塗布および加熱された金属ペースト、金属箔、めっき層または薄膜層等の形態で形成されている。

配線導体12は、例えば銅からなる場合であれば、銅、熱硬化性樹脂およびはんだ等を有機溶剤等とともに混練して作製した金属ペーストを基板11の表面等に所定パターンに印刷し、加熱して熱硬化させる等の方法で、基板11に形成することができる。

また、配線導体12は、銅または銀等の金属材料を用いて作製した金属箔を基板11（絶縁体１）の表面に張り付け、この金属箔をフォトリソグラフ等のパターン形成方法で所定パターンに成形することによって、形成するようにしてもよい。金属箔は、基板11に張り付
ける前に所定パターンに成形してもよい。また、このような銅または銀等の金属箔の表面に、銅または銀等のめっき層（図示せず）を被着させて、配線導体12としての厚み（電気伝導性）を高めるようにしてもよい。

また、配線導体12は、スパッタリング法および蒸着法等の薄膜形成方法によって基板11に形成することもできる。この場合にも、上記のようなめっき法が併用されたものであってもよい。

この場合、配線導体12が銅および銀の少なくとも一方を主成分とする金属材料からなるものであるときには、次のような点で有利である。すなわち、銅および銀の電気抵抗率が小さいため、これらを主成分として形成された配線導体12の導通抵抗を低く抑えることが容易である。配線導体12の導通抵抗が低いために、伝送ロスが少なく、高周波特性基板（高周波信号の伝送に適した配線基板10の形成）に有利である。

配線導体12は、前述したように基板11の内部に設けられた部分を含んでいてもよい。また、配線導体12に加えて、基板11の厚み方向の少なくとも一部を貫通する貫通導体が設けられていてもよい。図２では、貫通導体について破線を用いて模式的に示している。この貫通導体は、絶縁体１の内部に配置されているとともに、配線導体12に接続された端部を有している。

また、この例では、上下２つの貫通導体が、基板11の内部に設けられた配線導体12（貫通導体につなげて破線で示したもの）を介して互いに電気的に接続されている。この貫通導体等を介して、例えば基板11の上面の配線導体12と基板11の下面の配線導体12とが互いに電気的に接続されている。

なお、基板11の内部の配線導体12は、例えば次のような方法で形成することができる。すなわち、基板11を複数の絶縁層（図示せず）からなるものとして、その層間（上側の絶縁層の下面または下側の絶縁層の上面）に配線導体12となる金属ペーストの塗布等を行なうことによって形成することができる。複数の絶縁層を含む基板11は、前述したように、複数のグリーンシートを積層して積層体を作製し、この積層体を加熱することによって製作することができる。

貫通導体については、銅および銀の少なくとも一方を主成分としているものであることが好ましい。これは、次のような理由による。特に、銀は酸化されにくいため、高温高湿の環境試験においても、酸化されることはなく、導通抵抗の低下などが起きにくい。

なお、貫通導体は、例えば次のような方法で形成することができる。すなわち、絶縁体１（基板11）となるグリーンシートに上記のような打ち抜き加工をするときに、貫通導体を形成する位置に貫通孔を形成しておく。この貫通孔内に、上記のような金属ペーストを充填し、加熱する。以上の工程によって貫通導体を形成することができる。

配線基板10の配線導体12および貫通導体を含む場合に、配線導体12と貫通導体とを互いに同じ金属材料からなるものとした場合には、両者の界面における接合の強度の向上、および生産性等の点でより好ましい。また、配線導体12と貫通導体とを、互いに異なる金属材料からなるものとしてもよい。例えば、基板11内部の配線導体12同士の間のイオンマイグレーションの抑制および経済性（コスト）等を考慮して、基板11の内部の配線導体12および貫通導体における銀の含有率を、基板11の表面に露出した配線導体12における銀の含有率よりも小さく抑えるようにしてもよい。

また、実施形態の配線基板10は、絶縁体１が、シロキサン結合を含むガラス２ａおよび
シリカ２ｂを主成分とする第１相２と、架橋樹脂材料を主成分とする第２相３とを備えており、第１相２を海とし、第２相３を島とする海島構造を有していることから、高温高湿の加速試験においても、第１相２がバリアとなり、例えば外部から第２相３への水分の浸透が抑制される。そのため、第２相３に含まれている架橋樹脂材料の水分による劣化が抑制される。したがって、配線基板10は耐湿性にも優れている。

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、本発明の要旨の範囲内であれば種々の変更は可能である。

例えば、配線基板10の配線導体12は、露出表面にニッケルおよび金等のめっき層（図示せず）が被着されているものであってもよい。また、配線基板10となる複数の領域（図示せず）が互いに縦横の並びに配列された多数個取り配線基板の形態であってもよい。

１・・・絶縁体
２・・・第１相
２ａ・・・（シロキサン結合を含む）ガラス
２ｂ・・・シリカ
２ｂａ・・・第１微細粒
２ｂｂ・・・第２微細粒
３・・・第２相
10・・・配線基板
11・・・基板
12・・・配線導体
20・・・電子装置
21・・・電子部品
22・・・導電性接続材

Claims (10)

1. シロキサン結合を含むガラスおよびシリカを主成分として含有する第１相と、
   架橋樹脂材料を主成分として含有する第２相とを備えており、
   前記第１相を海とし、前記第２相を島とする海島構造を有していることを特徴とする絶縁体。
2. 前記シリカが粒状であり、該粒状のシリカが前記ガラス中に分散していることを特徴とする請求項１に記載の絶縁体。
3. 前記粒状のシリカは、それぞれの平均粒径が互いに異なる第１微細粒と第２微細粒との混合物からなることを特徴とする請求項２に記載の絶縁体。
4. 前記第１微細粒が結晶性シリカであるとともに前記第２微細粒が非結晶性シリカであり、前記第１微細粒の平均粒径が前記第２微細粒の平均粒径よりも大きいことを特徴とする請求項３に記載の絶縁体。
5. 前記第１微細粒が破砕状であり、前記第２微細粒が球状であることを特徴とする請求項４に記載の絶縁体。
6. 前記第１相と前記第２相との界面にシラン化合物が介在することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の絶縁体。
7. 前記架橋樹脂材料は、架橋アクリル樹脂および架橋ウレタン樹脂の少なくとも一方を主成分として含有していることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の絶縁体。
8. 請求項１に記載の絶縁体を含む基板と、
   該基板の表面に設けられた配線導体とを備えることを特徴とする配線基板。
9. 前記配線導体が銅および銀の少なくとも一方を主成分とする金属材料からなることを特徴とする請求項８に記載の配線基板。
10. 銅および銀の少なくとも一方を主成分としており、前記絶縁体の内部に配置されているとともに、前記配線導体に接続された端部を有する貫通導体をさらに備えることを特徴とする請求項９に記載の配線基板。

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