JP2017098466A

JP2017098466A - 回路基板およびこれを備える電子装置

Info

Publication number: JP2017098466A
Application number: JP2015230772A
Authority: JP
Inventors: 阿部　裕一; Yuichi Abe; 裕一阿部
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2015-11-26
Filing date: 2015-11-26
Publication date: 2017-06-01

Abstract

【課題】電気信号を良好に伝達できるとともに、搭載素子が有する性能を維持することができる回路基板およびこれを備える電子装置を提供する。
【解決手段】本発明の回路基板１０は、貫通孔１を有するセラミック基体２と、貫通孔１内に位置し、ＡｇまたはＣｕが主成分である貫通導体３とを有する。そして、貫通導体３は、粒径が２μｍ以上の第１の粒子４と粒径が３００ｎｍ以下の第２の粒子５とを含有し、第２の粒子５が、第１の粒子４同士の間および第１の粒子４と貫通孔１の内壁との間に存在するものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、回路基板およびこれを備える電子装置に関するものである。

周波数をフィルタリングする弾性表面波（ＳＡＷ：ＳｕｒｆａｃｅＡｃｏｕｓｔｉｃＷａｖｅ）フィルタが、携帯電話やスマートフォン等の移動体通信機器に使用されている。このＳＡＷフィルタは通常、電子部品であるＳＡＷ素子を実装した回路基板をカバーにより封止した構造となっており、ＳＡＷフィルタ内部は真空状態となっている。

このような用途において使用される回路基板は、貫通孔を有する基体と、貫通孔内に位置する導体（以降、貫通導体と記載する）とからなり、この貫通導体がＳＡＷ素子と電気的に接合されている。そして、この貫通導体を介して、外部からＳＡＷ素子に電気信号が入力され、ＳＡＷ素子から外部に電気信号が出力される。

この構成においては、貫通導体の気密性が十分でない場合、外部から水分や空気等が、貫通導体内を通って、ＳＡＷフィルタ内部へ侵入することで、ＳＡＷ素子の性能が低下するおそれがある。そのため、貫通導体には高い気密性が必要とされている。

例えば、特許文献１には、貫通導体と貫通孔との間に樹脂を備える構成の回路基板が提案されている。

特開２０１２−１５２０１号公報

近年、電子装置の薄型化および小型化に向けて、回路基板を構成する基体の厚みを薄くし、貫通孔の径を小さくする傾向にある。しかしながら、基体の厚みを薄くすれば、必然的に貫通孔の長さが短くなる。このように、貫通孔の長さが短くなれば、貫通導体の長さが短くなり、水分や空気等が貫通導体を通り抜け易くなる。それ故、今般において貫通導体には、より高い気密性が求められている。また、貫通孔の径が小さくなっても、貫通導体を介して電気信号を良好に伝達できるように、貫通導体には、電気抵抗が低いことが求められている。

本発明は、上記課題を解決すべく案出されたものであり、電気信号を良好に伝達できるとともに、搭載素子が有する性能を維持することができる回路基板およびこれを備える電子装置を提供するものである。

本発明の回路基板は、貫通孔を有するセラミック基体と、前記貫通孔内に位置し、ＡｇまたはＣｕが主成分である貫通導体とを有する回路基板であり、前記貫通導体は、粒径が２μｍ以上の第１の粒子と粒径が３００ｎｍ以下の第２の粒子とを含有し、該第２の粒子が、前記第１の粒子同士の間および前記第１の粒子と前記貫通孔の内壁との間に存在することを特徴とするものである。

また、本発明の電子装置は、上記回路基板と、該回路基板上に位置する金属部材と、該
金属部材上に位置する電子部品とを備えることを特徴とするものである。

本発明の回路基板は、電気信号を良好に伝達できるとともに、搭載素子が有する性能を維持することができる。

また、本発明の電子装置は、上記回路基板を備えるものであることから、長期間にわたって電子部品が保有する性能を発揮することができるため、高い信頼性を有する。

本実施形態の回路基板を備える電子装置の一例を示す断面図である。図１に示すＳ部における拡大図である。

以下に本実施形態の回路基板およびこれを備える電子装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。

まず、本実施形態の回路基板を備える電子装置の一例について、図１を参照しながら説明する。

本実施形態の電子装置２０は、回路基板１０と、回路基板１０上に位置する金属部材６と、金属部材６上に位置する電子部品７とを備えている。そして、回路基板１０は、セラミック基体２と、セラミック基体２を厚み方向に貫通する貫通孔１と、貫通孔１内に位置する貫通導体３とを有している。ここで、金属部材６は、貫通孔１内に位置する貫通導体３と電気的に接合されている。

そして、図１においては、電子部品７と金属部材６との間に電気端子８を備え、回路基板１０とケース１１とが封止部材９を介して接合されている例を示している。

本実施形態の電子装置２０は、本実施形態の回路基板１０を備えている構成であることにより、長期間にわたって電子部品７が保有する性能を発揮することができるため、高い信頼性を有する。

ここで、電子部品７としては、例えば、水晶、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等の圧電材料に配線層が形成されてなるＳＡＷ素子等の圧電素子を用いることができる。

また、セラミック基体２には、サファイア、酸化アルミニウム質セラミックス、酸化ジルコニウム質セラミックス、窒化珪素質セラミックス、窒化アルミニウム質セラミックス、またはムライト質セラミックスからなる基体を用いることができる。なお、酸化アルミニウム質セラミックスとは、酸化アルミニウムを主成分としたセラミックスであり、酸化アルミニウムを、セラミックスを構成する全成分１００質量％のうち７０質量％以上含有するものである。他のセラミックスについても同様である。

また、貫通導体３は、ＡｇまたはＣｕを主成分とするものである。貫通導体３における主成分とは、貫通導体３を構成する全成分１００質量％のうち９０質量％以上含有する成分のことである。

また、金属部材６は、主成分がＡｇ、Ｓｎのいずれかからなればよい。なお、ここでの主成分とは、金属部材６を構成する全成分１００質量％のうち５０質量％を超えて含有する成分のことである。このような金属部材６としては、例えばＡｇ−Ｓｎ系のはんだが挙
げられる。

また、ケース１１の材質は、特に限定されるものではないが、セラミック基体２と同じ材質であるか、コバールからなることが好ましい。そして、封止部材９は、セラミック基体２とケース１１とを接合できればよく、ガラスや樹脂等であればよい。

なお、セラミック基体２に、金属部材６以外の非常に細い配線層（図示しない）を形成する場合には、セラミック基体２としてサファイアからなる基体を用いることが好ましい。これは、サファイアからなる基体は、表面の開気孔が少ないため、配線層を非常に細く形成することができるためである。

次に、本実施形態の回路基板を構成する貫通導体について、図１のＳ部の拡大図である図２を参照しながら説明する。

本実施形態の回路基板１０を構成する貫通導体３は、上述したようにＡｇまたはＣｕを主成分とするものである。そして、図２に示すように、貫通導体３は、粒径が２μｍ以上の第１の粒子４と粒径が３００ｎｍ以下の第２の粒子５とを含有し、第２の粒子５が、第１の粒子４同士の間および第１の粒子４と貫通孔１の内壁との間に存在する。なお、第１の粒子４および第２の粒子５は、ＡｇまたはＣｕを主成分とする金属粒子である。このような構成を満たすことで、貫通導体３は、電気抵抗が低く、高い気密性を有する。このように、電気抵抗が低くなるのは、ＡｇまたはＣｕを主成分とする粒径が大きい第１の粒子４が存在することによる。また、高い気密性を有するのは、隙間となる第１の粒子４同士の間および第１の粒子４と貫通孔１の内壁との間を粒径が小さい第２の粒子５で埋めていることによる。

これにより、本実施形態の回路基板１０は、電気信号を良好に伝達できるとともに、搭載素子が有する性能を維持することができる。

そして、第１の粒子４および第２の粒子５は、副成分として、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｍｏ、ＳｎまたはＺｎのうち少なくとも１種を含有していてもよい。なお、第１の粒子４および第２の粒子５は、主成分とする金属が異なっていても構わないが、貫通導体３を緻密化させる観点からは、同一であることが好ましい。

ここで、第１の粒子４および第２の粒子５の存在の確認は、以下の方法で行なえばよい。まず、図２に示すような断面形状となるように、回路基板１０を切断し、クロスセクションポリッシャー（ＣＰ）を用いて研磨することで研磨面を得る。次に、この研磨面を測定面とし、電子線マイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）を用いて面分析を行なう。そして、面分析のカラーマッピングにより、ＡｇまたはＣｕの存在が確認され、その存在位置において、他の領域よりも多くＯ（酸素）が存在していない粒子を、ＡｇまたはＣｕが主成分である粒子とみなす。

次に、上述した面分析を行なった範囲と同じ箇所について走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で撮影した画像または写真を用いて、カラーマッピングの結果からみなした粒子の輪郭を黒く縁取る。次に、縁取りを行なった画像または写真を用いて、画像解析ソフト「Ａ像くん」（登録商標、旭化成エンジニアリング（株）製、なお、以降に画像解析ソフト「Ａ像くん」と記した場合、旭化成エンジニアリング（株）製の画像解析ソフトを示すものとする。）の粒子解析という手法を適用して画像解析することにより、粒子の粒径を算出する。そして、粒径が２μｍ以上の粒子が第１の粒子４であり、粒径が３００ｎｍ以下の粒子が第２の粒子５である。なお、「Ａ像くん」の解析条件としては、例えば粒子の明度を「暗」、２値化の方法を「自動」とすればよい。

また、貫通導体３において、第１の粒子４と第２の粒子５とにおける面積比は、９８．５：１．５〜９２．５：７．５であることが好ましい。なお、この面積比は、観察領域における第１の粒子４および第２の粒子５のそれぞれの面積を求め、各面積の合計から百分率を算出すればよい。

また、本実施形態の回路基板１０は、第２の粒子５の周囲にＣ（炭素）を主成分とする第３の粒子が存在し、第３の粒子の占める面積が０．５面積％以上１０面積％以下であることが好ましい。このように、第３の粒子が存在し、第３の粒子が占める面積が上記範囲内であるならば、貫通導体３の電気抵抗を高くすることなく、第２の粒子５の周囲に存在する微小な空隙を第３の粒子で埋めることができるため、貫通導体３の気密性がより高くなる。ここで、Ｃを主成分とする第３の粒子とは、第３の粒子を構成する全成分１００質量％のうち、Ｃが６０質量％以上を占めるものである。

また、第３の粒子の存在の確認については、以下の方法で行なえばよい。まず、図２に示すような断面形状となるように、回路基板１０を切断し、ＣＰを用いて研磨することで研磨面を得る。次に、この研磨面を測定面とし、ＥＰＭＡを用いて面分析を行なう。そして、面分析のカラーマッピングにより、Ｃの存在が確認された位置を確認する。次に、上述した面分析を行なった範囲と同じ箇所についてＳＥＭで撮影した画像または写真において、カラーマッピングの結果と照合された粒子を確認する。次に、この粒子の成分を、ＳＥＭ付設のエネルギー分散型Ｘ線分析器（ＥＤＳ）により測定する。そして、得られたＣのピーク強度の半分の高さを超える他の元素のピークが無ければ、この粒子が第３の粒子である。なお、第３の粒子が占める面積は、第３の粒子の輪郭を黒く縁取りした画像または写真を用いて、画像解析ソフト「Ａ像くん」の粒子解析という手法を適用して画像解析することにより、算出することができる。なお、ここで求められる面積は、観察領域における面積を１００面積％とした場合の占有面積のことである。

また、本実施形態の回路基板１０は、第２の粒子５が、貫通孔１の径の中心側よりも、貫通孔１の径の外周側に多く存在することが好ましい。貫通孔１の径の外周側である第１の粒子４と貫通孔１の内壁との間は、貫通孔１の径の中心側よりも大きな隙間が生じやすいが、第２の粒子５が、貫通孔１の径の外周側に多く存在するときには、第２の粒子５によって大きな隙間が埋められているため、貫通導体３の気密性がより高まる。

図２に示すＳ部の拡大図が貫通孔１の中心軸（図示せず）を通る断面であるとき、横方向に確認されるのが貫通孔１の直径であり、中心軸から内壁までが半径であり、中心軸から半径の２／３以内に収まる部分が、貫通導体３における貫通孔１の径の中心側であり、それ以外が貫通孔１の径の外周側である。例えば、貫通孔１の直径が７０μｍである場合は、貫通導体３のうち貫通孔１の径の中心側とは、貫通孔１の径の中心軸から半径２３μｍの円に収まる部分であり、それ以外が、貫通孔１の径の外周側となる。

ここで、第２の粒子５が、貫通孔１の径の中心側よりも、貫通孔１の径の外周側に多く存在することの確認は、以下の方法で行なえばよい。まず、図２に示すような断面形状となるように、回路基板１０を切断し、ＣＰを用いて研磨することで研磨面を得る。次に、この研磨面を測定面とし、この測定面のうちで、貫通孔１の径の中心側および貫通孔１の径の外周側のそれぞれにおいて、ＳＥＭを用いて１０００〜５０００倍の倍率で観察する。具体的には、面積が４００μｍ^２（例えば、横方向の長さが２０μｍ、縦方向の長さが２０μｍ）となる範囲を撮影する。そして、上述した第２の粒子５の存在の確認のときと同じ方法により、第２の粒子５の存在を確認し、それぞれの観察領域における第２の粒子５の個数を比較すればよい。

また、本実施形態の回路基板１０は、貫通導体３が、ＳｎまたはＣｕの酸化物を含有することが好ましい。ここで、Ｓｎの酸化物とは、ＳｎＯのことである。そして、Ｃｕの酸化物とは、ＣｕＯ、Ｃｕ_２Ｏのことである。このように、貫通導体３が、ＳｎまたはＣｕの酸化物を含有していれば、貫通導体３となる金属ペーストを焼成させてなる貫通導体３において、焼成時の金属ペーストの体積収縮が小さいものとなるため、貫通孔１の内壁と貫通導体３との間の隙間を少なくすることができ、貫通導体３の気密性が向上する。ここで、ＳｎまたはＣｕの酸化物は、その粒径の大きさは、例えば、３μｍ以上１０μｍ以下である。そして、気密性向上の観点からは、ＳｎまたはＣｕの酸化物の占める面積が、２面積％以上８面積％以下であることから好ましい。

また、ＳｎまたはＣｕの酸化物の存在の確認については、以下の方法で行なえばよい。まず、図２に示すような断面形状となるように、回路基板１０を切断し、ＣＰを用いて研磨することで研磨面を得る。次に、この研磨面を測定面とし、ＥＰＭＡを用いて面分析を行なう。そして、面分析のカラーマッピングにより、ＳｎまたはＣｕとＯとが同じ箇所に存在する粒子が、ＳｎまたはＣｕの酸化物である。なお、ＳｎまたはＣｕの酸化物が占める面積は、上述した方法と同様に、ＳｎまたはＣｕの酸化物の粒子の輪郭を黒く縁取りした画像または写真を用いて、画像解析ソフト「Ａ像くん」を用いて算出すればよい。

また、本実施形態の回路基板１０は、貫通導体３がガラスを含有し、ガラスの占める面積が０．４面積％以上４面積％以下であることが好ましい。ここで、ガラスとは、軟化点が４５０℃以上５５０℃以下である、ＳｉＯ_２、Ｂｉ_２Ｏ_３、Ｂ_２Ｏ_３およびＺｎＯから選択される１種もしくは、これらの混合ガラスであればよい。このように、貫通導体３がガラスを上記範囲内で含有していれば、貫通導体３の電気抵抗を高くすることなく、貫通導体３内に存在する微小な空隙をガラスで埋めることができるため、貫通導体３の気密性が向上する。

ここで、ガラスが占める面積は、以下の方法で算出すればよい。まず、図２に示すような断面形状となるように、回路基板１０を切断し、ＣＰを用いて研磨することで研磨面を得る。次に、ＳＥＭを用いて観察し、付設のＥＤＳにより、粒子の存在しない領域において、上述したガラス成分の存在を確認する。そして、数カ所この確認を行ない、ガラスが存在する領域の色調等を確認し、この領域をガラス領域とみなす。次に、ＳＥＭで撮影した画像または写真を用いて、ガラスが存在するとみなした領域を黒く塗りつぶし、この研磨面を測定面とし、画像解析ソフト「Ａ像くん」を用いて算出すればよい。なお、面分析のカラーマッピングによっても算出することができる。

以下、本実施形態の回路基板１０の製造方法の一例について説明する。

なお、ここでは、貫通導体３の主成分がＡｇである例を用いて説明する。

まず、セラミック基体２を準備し、貫通孔１を形成する。セラミック基体２に対して貫通孔１を形成する方法としては、ブラストまたはレーザーによる加工によって形成すればよい。

次に、貫通導体３を形成するための金属ペーストとして、金属ペーストＡおよび金属ペーストＢを準備する。

まず、金属ペーストＡは、平均粒径が１μｍ以上のＡｇ粉末と、有機ビヒクルとを含有している。そして、Ａｇ粉末、有機ビヒクルの配合比としては、例えば、金属ペーストＡ１００質量％のうち、有機ビヒクルを５質量％以上１５質量％以下とし、残部をＡｇ粉末とすればよい。ここで、有機ビヒクルとは、有機バインダを有機溶剤に溶解したものであ
り、例えば、有機バインダと有機溶剤との配合比は、２０：１〜１０：１の範囲内であればよい。

また、貫通導体３に、ＳｎまたはＣｕの酸化物を含有させる場合には、Ｓｎ粉末またはＣｕ粉末を、金属ペーストＡに添加すればよい。

また、貫通導体３に、ガラスを含有させる場合には、ガラス粉末を、金属ペーストＡに添加すればよい。なお、ガラス粉末としては、軟化点が４５０℃以上５５０℃以下となるように配合された、ＳｉＯ_２、Ｂｉ_２Ｏ_３、Ｂ_２Ｏ_３およびＺｎＯから選択される１種もしくは、これらの混合ガラスを用いればよい。

次に、金属ペーストＢは、平均粒径が２００ｎｍ以下のＡｇ金属錯体と、有機溶媒と、分散剤とを含有している。そして、Ａｇ金属錯体、有機溶媒、分散剤の配合比としては、金属ペーストＢ１００質量％のうち、Ａｇ金属錯体を４０質量％以上７０質量％以下、有機溶媒を２０質量％以上５０質量％以下、分散剤を５質量％以上１０質量％以下とすればよい。

そして、公知の印刷法により、金属ペーストＡをセラミック基体２の貫通孔１に充填し、８０℃以上１５０℃以下の温度で乾燥し、大気雰囲気中で４００℃以上５００℃以下の温度で６分以上３０分以下保持して脱脂し、８５０℃以上９００℃以下の最高温度で６分以上１５分以下保持して熱処理する。この工程により、貫通孔１内に、Ａｇを主成分とする第１の粒子４が形成される。なお、金属ペーストＡとして、Ａｇ粉末の代わりにＣｕ粉末を用いた場合には、窒素雰囲気中で熱処理を行なえばよい。

次に、貫通孔１内に金属ペーストＢを滴下することで、金属ペーストＢを含浸させる。このとき、貫通孔１において、金属ペーストＢを滴下する面とは反対側の面からの吸引を行なうことによって、金属ペーストＢを含浸させやすくなり、製造時間を短縮することができる。

その後、大気雰囲気中で、１５０℃以上３００℃以下の最高温度で３０分以上１２０分以下保持して熱処理する。なお、金属ペーストＢとして、Ａｇ金属錯体の代わりにＣｕ金属錯体を用いた場合には、窒素雰囲気中で熱処理をすればよい。以上により、第２の粒子５が、第１の粒子４同士の間および第１の粒子４と貫通孔１の内壁との間に存在した本実施形態の回路基板１０が得られる。

なお、金属ペーストＢの熱処理において、熱処理の最高温度を下げるか、または熱処理時間を短くすることで、貫通導体３において、Ｃを主成分とする第３の粒子の存在させることがきる。

また、吸引を行なう際に、吸引力が強すぎると貫通孔１の径の中心側に金属ペーストＢが含浸しやすくなるため、吸引力を調整することによって、第２の粒子５を貫通孔１の径の外周側に多く存在させることができる。

以下、本発明の実施例を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

まず、厚み０．１ｍｍの酸化アルミニウム質セラミックスからなるセラミック基体を準備した。そして、このセラミック基体に対して、レーザーにより直径が０．０７ｍｍの貫通孔を形成した。

次に、金属ペーストＡを準備した。この金属ペーストＡは、金属ペーストＡ１００質量％のうち、平均粒径が１．６μｍのＡｇ粉末が９０質量％、有機ビヒクルが１０質量％となるように調整して作製した。ここで、有機ビヒクルは、有機バインダと有機溶剤とが１５：１の配合比となるように、有機バインダとしてのエチルセルロースを有機溶剤としてのα-テルピネオールに溶解させたものを用いた。

次に、金属ペーストＢを準備した。金属ペーストＢは、金属ペーストＢ１００質量％のうち、平均粒径が１００ｎｍのＡｇ金属錯体を６０質量％、有機溶剤としてのα−テルピネオールを３５質量％、アニオン系の分散剤を５質量％となるように調整して作製した。

次に、公知の印刷法により、金属ペーストＡをセラミック基体の貫通孔に充填し、１２０℃の温度で乾燥し、大気雰囲気中で４５０℃の温度で１５分保持して脱脂し、８５０℃の最高温度で１５分保持して熱処理を行なった。

次に、試料Ｎｏ．１以外の試料につき、貫通孔内に金属ペーストＢを滴下し、貫通孔において、金属ペーストＢを滴下する面とは反対側の面からの吸引を行なうことによって、金属ペーストＢを含浸させた。その後、大気雰囲気中で、熱処理を行なうことで、各試料を作製した。

ここで、試料Ｎｏ．２〜７において、貫通孔内に充填する金属ペーストＡおよび金属ペーストＢの量は、第２の粒子の占める面積が表１に示す値となるように調整した。また、試料Ｎｏ．２〜７は、金属ペーストＢを含浸させ後の熱処理において、第３の粒子の占める面積が表１に示す値となるように、最高温度および保持時間を調整した。

次に、各試料の貫通導体におけるリーク量を測定するため、ＪＩＳＺ２３３１−２００６で規定する真空吹付け法（スプレー法）に準拠して、貫通導体におけるヘリウムガスのリーク量を常温で測定した。

また、各試料の貫通導体における比抵抗を測定するため、貫通孔内の貫通導体に電気抵抗測定器の端子を接触させ、１０Ｖの電圧を加えることで貫通導体の比抵抗を測定した。

結果を表１に示す。

表１に示す結果から、第２の粒子を含有しない試料Ｎｏ．１と比べて、第２の粒子を含有する試料Ｎｏ．２は、リーク量が２桁程小さく、貫通導体の気密性が優れていることが
分かった。また、第３の粒子を含有するとともに、第３の粒子の占める面積が０．５面積％以上１０面積％以下である試料Ｎｏ．４〜６は、リーク量が５．４×１０^−８Ｐａ・ｍ^３／ｓｅｃ以下であるとともに、比抵抗が３．４μΩ・ｃｍ以下であることから、貫通導体の電気抵抗を低く維持しつつ、より優れた気密性を有することが分かった。

次に、貫通孔の径の中心側と貫通孔の径の外周側で第２の粒子の含有量を異ならせた試料を作製し、リーク量および比抵抗を評価した。試料Ｎｏ．９の作製方法としては、吸引を行なう際に、吸引力を弱くしたこと以外は実施例１の試料Ｎｏ．５の作製方法と同様の方法により作製した。なお、試料Ｎо．８は実施例１の試料Ｎо．５と同じ試料である。

そして、実施例１と同様に、リーク量および比抵抗の測定を行なった。

その後、各試料において、第２の粒子が貫通孔の径の中心側または外周側のどちらの方に多く存在するかを調べた。まず。図２に示すような断面形状となるように、各試料を切断し、ＣＰを用いて研磨することで研磨面を得た。次に、この研磨面を測定面とし、この測定面のうちで、貫通孔の径の中心側および貫通孔の径の外周側のそれぞれにおいて、ＳＥＭを用いて５０００倍の倍率で、面積が４００μｍ^２（横方向の長さが２０μｍ、縦方向の長さが２０μｍ）となる範囲について、ＥＰＭＡを用いて面分析を行なった。そして、面分析のカラーマッピングにより、第２の粒子の存在を確認し、面分析を行なった範囲と同じ箇所についてＳＥＭで撮影した写真と照合して、第２の粒子の個数を数えて、その数を比較した。

結果を表２に示す。

表２に示す結果から、試料Ｎｏ．８に比べて試料Ｎｏ．９は、比抵抗の値は同じであるものの、リーク量が５．４×１０^−８Ｐａ・ｍ^３／ｓｅｃと小さかった。このことから、第２の粒子が、貫通孔の径の中心側よりも、貫通孔の径の外周側に多く存在することで、より貫通導体の気密性が高まることが分かった。

次に、ＳｎまたはＣｕの酸化物を含有させた試料を作製し、リーク量および比抵抗を評価した。試料Ｎｏ．１１の作製方法としては、金属ペーストＡに、金属ペーストＡ１００質量％に対して、Ｓｎ粉末を０．８質量％添加したこと以外は実施例１の試料Ｎｏ．５の作製方法と同様の方法により作製した。また、試料Ｎｏ．１２の作製方法としては、金属ペーストＡに、金属ペーストＡ１００質量％に対して、Ｃｕ粉末を０．８質量％添加したこと以外は実施例１の試料Ｎｏ．５の作製方法と同様の方法により作製した。なお、試料Ｎо．１０は実施例１の試料Ｎо．５と同じ試料である。

その後、各試料において、貫通導体がＳｎまたはＣｕの酸化物を含有するか否かを調べ
た。まず、図２に示すような断面形状となるように、各試料を切断し、ＣＰを用いて研磨することで研磨面を得た。次に、この研磨面を測定面とし、ＥＰＭＡを用いて面分析を行ない、面分析のカラーマッピングにより、ＳｎまたはＣｕとＯとが同じ箇所に存在する領域があるか否かを確認し、同じ箇所に存在する領域がある場合を、ＳｎまたはＣｕの酸化物を含有するとした。

結果を表３に示す。

表３に示す結果から、試料Ｎｏ．１０に比べて、試料Ｎｏ．１１および１２は、比抵抗の値が少し大きいものの、リーク量が２．６×１０^−９Ｐａ・ｍ^３／ｓｅｃ以下と小さかった。このことから、貫通導体がＳｎまたはＣｕの酸化物を含有することで、より貫通孔の気密性を高められることが分かった。

次に、貫通導体において、ガラスの占める面積を異ならせた試料を作製し、リーク量および比抵抗を評価した。試料Ｎｏ．１４〜１７の作製方法としては、貫通導体においてガラスの占める面積が表４の値となるように、金属ペーストＡにガラス粉末を添加した以外は実施例１の試料Ｎｏ．５の作製方法と同様の方法により作製した。なお、試料Ｎо．１３は実施例１の試料Ｎо．５と同じ試料である。

結果を表４に示す。

表４に示す結果から、試料Ｎｏ．１４〜１６は、比抵抗が４μΩ・ｃｍ以下であるとともに、リーク量が２．１×１０^−９Ｐａ・ｍ^３／ｓｅｃ以下と小さかった。このことから、貫通導体がガラスを含有し、ガラスの占める面積が０．４面積％以上４面積％以下であれば、貫通導体の気密性を高められることが分かった。

１：貫通孔
２：セラミック基体
３：貫通導体
４：第１の粒子
５：第２の粒子
６：金属部材
７：電子部品
８：電気端子
９：封止部材
１０：回路基板
１１：ケース
２０：電子装置

Claims

貫通孔を有するセラミック基体と、前記貫通孔内に位置し、ＡｇまたはＣｕが主成分である貫通導体とを有する回路基板であり、
前記貫通導体は、粒径が２μｍ以上の第１の粒子と粒径が３００ｎｍ以下の第２の粒子とを含有し、該第２の粒子が、前記第１の粒子同士の間および前記第１の粒子と前記貫通孔の内壁との間に存在することを特徴とする回路基板。
前記第２の粒子の周囲にＣを主成分とする第３の粒子が存在し、前記第３の粒子の占める面積が０．５面積％以上１０面積％以下であることを特徴とする請求項１に記載の回路基板。
前記第２の粒子は、前記貫通孔の径の中心側よりも、前記貫通孔の径の外周側に多く存在することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回路基板。
前記貫通導体は、ＳｎまたはＣｕの酸化物を含有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の回路基板。
前記貫通導体は、ガラスを含有し、該ガラスの占める面積が０．４面積％以上４．０面積％以下であることを特徴とする請求項１乃至請求４のいずれかに記載の回路基板。
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の回路基板と、該回路基板上に位置する金属部材と、該金属部材上に位置する電子部品とを備えることを特徴とする電子装置。