JP3851823B2

JP3851823B2 - Wiring board with metal body

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Publication number: JP3851823B2
Application number: JP2002014397A
Authority: JP
Inventors: 秀俊水谷; 泰志墨; 真司鈴村; 努境; 学佐藤
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Priority date: 2002-01-23
Filing date: 2002-01-23
Publication date: 2006-11-29
Anticipated expiration: 2022-01-23
Also published as: JP2003218484A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属体を接合してなる金属体付配線基板に関し、特に、マイクロ波帯からミリ波帯領域の高周波信号に適した金属体付配線基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、配線基板、例えば、ＬＳＩやＩＣ等の半導体素子あるいはチップコンデンサ、チップインダクタ、チップ抵抗、フィルタ、カプラ等のディスクリート部品などの電子部品を搭載したり、あるいは基板内部や表面に種々の厚膜印刷素子を作りこんだ配線基板として、比較的高密度の配線が可能な多層配線基板が多用されている。この多層配線基板の多くは、ガラスセラミック複合材料や、アルミナ、ムライト、チタン酸バリウム、窒化アルミニウム、窒化珪素などのセラミック材料からなる誘電体基板と、該誘電体基板の内部および／または表面に形成された、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｗ、Ｍｏ等の金属導体を主としてなる配線層とを有してなり、必要に応じてその表面に電子部品が実装される。
例えば半導体素子を実装させた場合、近年の半導体集積回路の高密度化、高集積化に伴い、発生する熱の高熱化が顕著となっている。そのため、半導体素子を実装させた多層配線基板として、半導体素子が発生する熱を吸収させるためのヒートシンクの役割を主に担う金属体を、誘電体基板に形成された配線層の一部に接合させた金属体付配線基板が多く用いられている。さらに、該金属体付配線基板に実装された半導体素子をパッケージ収容させる場合には、金属体付配線基板上に形成される蓋体等によって気密に封止される。
【０００３】
さらに、最近、携帯電話をはじめとする無線通信には、電波資源拡大と伝送容量の高密度化を測るために、マイクロ波帯からミリ波帯の高周波帯が積極的に採用されるようになった。そのため、使用される無線通信機器用の部品として、高周波信号を取り扱うための多層配線基板に対する需要が爆発的に増大しつつある。
【０００４】
上記のような高周波用途に対応した各種電子部品を搭載した金属体付配線基板においては、高周波信号の伝送損失を極力抑えることが重要となる。そのためには、金属体付配線基板における配線層を形成する導体の抵抗率が低いことや、誘電体基板の高周波領域での誘電体損失が小さいこと等が要求される。
【０００５】
また、金属体付配線基板における配線層の一部を、例えばストリップラインやマイクロストリップラインといった高周波用配線層とする場合、高周波信号は、高周波用配線層をなす中心導体層と接地導体層との間に発生する磁界により伝送される。その際、高周波信号に対する所望の特性を得るためには、高周波用配線層が所定の寸法形状に形成されることが重要となる。さらに、外部から伝播される高周波帯の電磁波ノイズを遮蔽する目的より、シールドキャップ等のノイズ遮蔽用の金属体が、誘電体基板の表面に形成された配線層上に接合されたり、該シールドキャップの接合用端子としてのシールドリングが、金属体として、誘電体基板の表面に形成される。また、光ファイバー等の光導波路を接合する場合、該光導波路を接合するためのコネクタが、金属体として、金属体付配線基板の表面に形成される。
【０００６】
上記したヒートシンク、光導波路を接続するためのコネクタ、シールドリングといった機能を有する金属体が形成された金属体付配線基板においては、その金属体に対して、酸化防止のためにＮｉ／Ａｕメッキ等のメッキ処理が施されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、配線基板の表面に形成された金属体にＮｉ／Ａｕメッキ等のメッキ処理を施す際、メッキ処理液によって誘電体基板の表面が意図せずして侵食される。特に誘電体基板の表面の凹凸が大きい程、メッキ処理時に、メッキ処理液が誘電体基板の表面に入り込みやすくなる。その結果、誘電体基板の表面近傍が過度に侵食されると、誘電体基板の表面に形成された配線層と誘電体基板との密着信頼性が低下するばかりでなく、誘電体基板の表面の配線層に接合された金属体の接合信頼性が悪化する問題がある。特には、メッキ処理液に溶解しやすいアルカリ土類金属元素等の易溶解成分を多く含むガラスセラミック複合材料からなる誘電体基板において顕著な問題となる。
【０００８】
ガラスセラミック等よりなる誘電体基板の構成成分として、上記メッキ処理液に溶解しやすいアルカリ土類金属元素等が多く含有されていると、メッキ処理時に、金属体および配線層が形成されていない誘電体基板の表面近傍がエッチングされ、上記した誘電体基板表面での配線層との密着信頼性および、配線層に接合された金属体の接合信頼性がさらに悪化される問題を招いてしまう。
【０００９】
本発明は上記問題を考慮してなされたものである。すなわち、本発明は、メッキ処理液に溶解しやすいアルカリ土類金属元素等の易溶解成分を多く含むガラスセラミック等を構成成分とする誘電体基板を母体とし、該誘電体基板に形成される配線層の一部に接合される、ヒートシンク、シールドリング等の機能を担う金属体の接合信頼性を向上させた金属体付配線基板を提供することにあり、さらには、ストリップライン、マイクロストリップライン、コプレーナライン、接地導体付コプレーナラインおよびトリプレートラインから選ばれる少なくとも一種である高周波用配線層を配線層の一部に有する金属体付配線基板を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
上記課題を解決するための本発明の金属体付配線基板は、
誘電体基板の表面に該誘電体基板と同時焼成された配線層が形成されているとともに、該配線層の一部に金属体が接合してなる配線基板であって、
誘電体基板が、アルミナホウケイ酸系ガラスと無機フィラーとの複合材料からなり、
該誘電体基板に含まれるアルカリ土類金属元素の酸化物換算での含有量が２５質量％以下であり、
かつ、誘電体基板の配線層の形成された表面における十点平均粗さ（Ｒｚ）が１．０〜８．０μｍであり、
該配線層に金属体がロウ付け接合されてなることを特徴とする。
【００１１】
本発明の金属体付配線基板は、誘電体基板と、その表面および／または内部に形成された配線層と、該誘電体基板の表面に形成された配線層に銀ロウ等のロウ材により接合された、公知のヒートシンク、光導波路を接続するためのコネクタ、シールドキャップの接合端子であるシールドリングといった機能を持つ金属体等とを有するものである。尚、本発明の構成要件である金属体が接合されている一部の配線層は、これら金属体をロウ付けやシーム熔接等の接合手段によって接合するための配線層を言う。このような金属体を形成させた場合、通常、酸化防止のために、該金属体にはＮｉ／Ａｕメッキ等のメッキ処理が施される。このメッキ処理における、硫酸系、クエン酸系等の酸性のメッキ処理液が、金属体が形成された配線層近傍の誘電体基板の表層を侵食する際に、金属体を接合させた配線層下の誘電体基板をも侵食して、配線層と誘電体基板の隙間に入り込む場合がある。その結果、誘電体基板の表面における配線層と誘電体基板との密着信頼性が悪化することにより、配線層にロウ付けされた金属体の接合信頼性をも悪化させることとなる。
【００１２】
上記金属体をメッキ処理する際の、メッキ処理液が誘電体基板の表層近傍を侵食する不具合の発生は、誘電体基板を構成する成分に依存し、更には、誘電体基板の表面における凹凸の大きさに依存する。特に過度に凹凸が大きくなった誘電体基板の表面部分において起こりやすい。また、該表面部分を侵食するとともに、メッキ処理液が配線層の下まで入り込む場合が生じる。そのため、メッキ処理液が誘電体基板を侵食する確率を低減させるには、誘電体基板の表面が、過度に凹凸が大きくなった部分を有さないことが重要となる。このような表面における、過度に凹凸が大きくなった部分を数値的に示す指標としては、表面粗さについての十点平均粗さＲｚ（ＪＩＳＢ０６０１）を用いるのが好適である。
【００１３】
そこで、本発明の金属体付配線基板における誘電体基板の表面のＲｚは、１．０〜８．０μｍとされる。該Ｒｚが８．０μｍより大きくなると、金属体をメッキ処理する際に、誘電体基板の表面近傍が侵食される不具合が発生しやすくなる。また、配線層の下にメッキ処理液が入り込んで侵食することで、金属体の接合によって応力歪が高められた配線層の接合信頼性に不具合が発生しやすくなる。他方、Ｒｚが１．０μｍ未満であると、勿論、誘電体基板の表面近傍が、メッキ処理液にて侵食される不具合を一層抑制させることが可能ではあるが、逆に、該誘電体基板の表面に形成された配線層と、誘電体基板表面との接触面積が低下し、アンカー効果による物理的な密着力が低下することとなる。その結果、誘電体基板の表面に形成された配線層の一部に接合される金属体の接合信頼性をも低下することになる。これらの結果を考慮して、Ｒｚは、１．０〜８．０μｍとすることが望ましい。さらには、Ｒｚを３〜７μｍとするのが好ましい。
【００１４】
本発明における誘電体基板の表面のＲｚを、上記範囲とすることで、誘電体基板表面の配線層に接合された金属体の接合信頼性、および誘電体基板表面における配線層との密着性を向上させることが可能となる。その結果、金属体は、ヒートシンク、光導波路を接続するためのコネクタ、シールドリングといった機能を有効に果たすことができ、配線層においても、配線層が誘電体基板とともに侵食されることにより配線形状が崩れて所望の電気的特性が得られなくなるといった問題もなくなる。
【００１５】
上記したヒートシンク等の比較的接合面積の大きい金属体をメッキ処理する際において、メッキ処理液により誘電体基板の表面が侵食されて、金属体の接合信頼性が低下したり、配線層の形状が崩れて所望の電気的特性が得られなくなる確率は、その表面の十点平均粗さＲｚに依存することを述べた。さらに、この誘電体基板の表面における耐食性の良否は、誘電体基板を構成する誘電体の組成成分にも依存する。ガラスセラミック等よりなる誘電体基板においては、該誘電体基板の誘電率等の誘電特性等を調整する目的や、誘電体基板と、誘電体基板の表面および／または内部に形成される配線層とを同時焼成する際の焼成温度を調整するなどの目的より、アルカリ土類金属元素が構成成分として含有される場合が多い。
【００１６】
しかしながら、該アルカリ土類金属元素の含有量が多くなると、上記した酸性のメッキ処理液により、アルカリ土類金属元素に起因した生成物が溶解しやすくなる。その結果、誘電体基板の表面が、メッキ処理液により侵食されやすくなる。そこで、本発明の金属体付配線基板の誘電体基板においては、含有されるアルカリ土類金属元素の酸化物換算での含有量を２５質量％以下とする。その結果、誘電体基板の表面の耐食性を向上させることができる。
【００１７】
上記アルカリ土類金属元素の酸化物換算での含有量の上限値は、上述したように、形成される誘電体基板の表面が、メッキ処理液により侵食される不具合が発生しやすくなる、という理由により、２５質量％である。一方、誘電体基板に含有されるアルカリ土類酸化物の酸化物換算での含有量の下限値は、アルカリ土類酸化物を除く誘電体基板の構成成分や、形成される誘電体基板における誘電率等の誘電特性の所望の設定値などにより、適宜調整されるものである。
【００１８】
上述のように、本発明の金属体付配線基板においては、その誘電体基板の表面の十点平均粗さＲｚの数値範囲を規定し、かつ該誘電体基板の構成成分であるアルカリ土類金属元素の含有量を規定することにより、ヒートシンク、光導波路を接続するためのコネクタ、シールドリングといった機能を有する金属体の接合信頼性を向上させることが可能となる。
【００１９】
また、上記した本発明における誘電体基板は、上記アルカリ土類酸化物を含むガラスセラミック成分と無機質成分とからなるガラスセラミック基板を特に念頭にしてなされたものであり、該誘電体基板は、アルカリ土類金属酸化物を含むガラス粉末と、無機質成分の無機フィラーとの混合粉末に有機バインダ等を混練させたスラリーをシート状に成形させたグリーンシートを焼成することにより形成される。また、該グリーンシートには、所定の配線パターンが公知の印刷法により形成されてなり、誘電体基板と、その表面および／または内部に形成される配線層とが同時焼成にて形成される。
【００２０】
次に、本発明における誘電体基板を構成する成分は、ガラスセラミック成分としてのアルミナホウケイ酸系ガラスと、無機質成分としての無機フィラーとの複合材料より構成されることを特徴とする。該複合材料を、誘電体基板におけるアルカリ土類金属元素の酸化物換算での含有量が２５質量％以下となるように組成配合することで、焼成される誘電体基板の表面における十点平均粗さＲｚの値は低減され得やすくなり、メッキ処理液による侵食性をさらに抑制させることができる。
【００２１】
特に、上記ガラスセラミック成分としてのアルミナホウケイ酸系ガラスにおいては、ガラス成分であるホウケイ酸系ガラスに対して、セラミック成分のアルミナを１０〜６０重量部添加させたものが、誘電体基板と配線層を同時焼成させる際の同時焼結性が良好で好ましい。その結果、さらに、焼成される誘電体基板の表面における十点平均粗さＲｚの値を低減させることができる。
【００２２】
また、上記のような誘電体基板を構成するアルミナホウケイ酸系ガラスからなるガラスマトリックス中においては、焼成時にアルミナホウケイ酸系ガラスに起因したアルミナやクリストバライト等の結晶が析出することはないため、配線層と誘電体基板との同時焼結性を良好にすることができる。また無機フィラーとして、石英、ガーナイト等を添加することにより、形成される誘電体基板における誘電率等の誘電率特性の調整がなされる。
【００２３】
特に、高周波信号を取り扱う場合、誘電体基板の誘電率および誘電損失が低く、かつ、配線層の抵抗率が低いことが要求される。そこで、配線層を構成する金属としては、低抵抗率のＣｕやＡｇ等が好んで用いられている。しかし、ＣｕやＡｇは１０００℃程度の低融点であるので、該配線層と誘電体基板とを同時焼成する際には、８００〜１０００℃といった低温焼成が可能な材料より誘電体基板を構成させる必要がある。また、同時焼結性を良好にするには、誘電体基板に含まれるガラスマトリックスが結晶化しないようなガラス原料より誘電体基板を構成させるのがよい。該低温焼成にて形成される誘電体基板において、その誘電体基板に含まれるガラスマトリックスを結晶化せることなく、誘電体基板の誘電率および誘電損失を低減させるための無機フィラーとしては、上記したもの以外に、アルミナ、ムライト、ディオプサイド、スピネル、エンスタタイト、コージェライト、アノーサイト等を挙げることができる。
【００２４】
上記アルカリ土類酸化物を含むガラスセラミック成分としてのアルミナホウケイ酸系ガラスとしては、上記低温焼成時においても、ガラスマトリックス中に、アルミナホウケイ酸系ガラスの構成成分に起因した結晶を析出しない非結晶化ガラス又は結晶析出が抑制された結晶化ガラスであることが好ましい。このような非結晶性のガラスマトリックスとするために、屈伏点が７００〜８５０℃の範囲となるアルミナホウケイ酸系ガラスを用いることが好適である。
【００２５】
上記のようなアルミナホウケイ酸系ガラスを用いることで、焼成される誘電体基板へのメッキ処理液の侵食性をさらに抑制することができるとともに、誘電体基板における、配線層との同時焼成時の同時焼結性を高めることができる。
【００２６】
ここまでに、本発明の金属体付配線基板の誘電体基板表面における、メッキ処理液の侵食性を抑制させる手段等について述べてきた。該侵食性を抑制することで、誘電体基板表面の配線層に接合された金属体の接合信頼性を向上させることができるるとともに、誘電体基板の表層付近に形成された配線層を所定の寸法形状とする精度を向上させることができる。また、該配線層の一部を、高周波用配線層とした場合、その寸法形状の精度が特に必要とされるが、高周波用配線層を所定の寸法形状とする精度が向上することにより、高周波信号に対する伝送損失等の高周波特性を高めることができる。なお、ここにおける高周波用配線層とは、ストリップライン、マイクロストリップライン、コプレーナライン、接地導体付コプレーナラインおよびトリプレートラインから選ばれる少なくとも一種を指す。
【００２７】
また、上記高周波用配線層のうち、ストリップライン、マイクロストリップライン、接地導体付コプレーナラインにおいては、接地導体の機能をなす接地導体層を形成させる必要がある。該接地導体層は、誘電体基板の表面および／または内部の概ね全面に形成される所謂ベタ層となる。そのため、誘電体基板と、配線層としての接地導体層とを同時焼成させる際、その同時焼結性を向上させることが困難とされるが、誘電体基板の構成成分を上記した非結晶化ガラスとなるアルミナホウケイ酸系ガラスを用いることで、該誘電体基板と接地導体層の同時焼結性を向上させることが可能となる。その結果、焼成された接地導体層における剥がれや平滑性の悪化などを抑制することができ、ひいては、高周波特性を向上させることができる。
【００２８】
本発明における、配線層、特に高周波用配線層としては、銀系（銀単体、銀−金属酸化物（マンガン、バナジウム、ビスマス、アルミニウム、ケイ素、銅等の酸化物）、銀−ガラス添加、銀−パラジウム、銀−白金、銀−ロウジウム等）、金系（金単体、金−金属酸化物、金−パラジウム、金−白金、金−ロウジウム等）、銅系（銅単体、銅−金属酸化物、銅−パラジウム、銅−白金、銅−ロウジウム等）等の低抵抗材料を挙げることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
図１は、本発明の一実施形態である金属体付配線基板の概略断面図である。図１において金属体付配線基板１は、誘電体基板２と、その表面および内部に配線層３が形成されてなる。誘電体基板２の図面上側の表面に形成された配線層（図示せず）に接合された金属体４は、シールドキャップ５０と接合させるためのシールドリングの機能を有してなる。他方、誘電体基板２の図面下側の表面に形成された配線層３に接合された金属体４は、電子部品１０等にて発熱した熱を金属体付配線基板１の外部に逃がすためのヒートシンクの機能を有してなる。このような金属体４は、誘電体基板２と配線層３とを同時焼成させた後に、配線層３（図示していない配線層も含む）にロウ付けされるとともに、酸化防止のために、Ｎｉ／Ａｕメッキ等のメッキ処理が施されている。該メッキ処理に際して、金属体４が形成された側の誘電体基板２における表面（図１においては図面上下に位置する両表面）が、過度に凹凸化した部分を有した状態、つまり、十点平均粗さＲｚが大きい状態では、酸性のメッキ処理液にて誘電体基板２の表層付近が侵食されやすくなる。このような、メッキ処理液にて誘電体基板２が侵食されると、誘電体基板２の表層付近に位置する配線層３の形状や位置精度を悪化させるとともに、誘電体基板２表面の配線層３（図示してない配線層も含む）に接合された金属体４の接合信頼性を悪化する不具合を招く結果となる。
【００３０】
しかしながら、本発明においては、誘電体基板の表面における十点平均粗さＲｚを１．０〜８．０μｍとしているので、金属体４のメッキ処理時に発生する、メッキ処理液による誘電体基板の侵食を効果的に抑制することが可能となる。また、Ｒｚを１．０μｍ以上としているので、誘電体基板２の表面に形成される配線層３のアンカー効果を保つことが可能となる。さらに、本発明においては、誘電体基板２における、メッキ処理液に溶解しやすいアルカリ土類金属元素の含有量を２５質量％以下としているので、メッキ処理液にて誘電体基板２が侵食されることをさらに抑制することが可能である。
【００３１】
配線層３（図示していない配線層をも含む）にロウ付けされる金属体４としては、Ｆｅ、Ａｌ、ＦｅＮｉ合金、ＦｅＮｉＣｏ合金、ＣｕＷ合金、ＣｕＭｏ合金などを挙げることができ、ロウ付けのためのロウ材としては、Ａｇ系、Ｐｂ−Ｓｎ系、Ａｇ−Ｃｕ系、Ａｕ−Ｓｉ系、Ａｕ−Ｇｅ系などを挙げることができる。
【００３２】
図１における金属体付配線基板は、シールドリングおよびヒートシンクの機能を果たす金属体４を有するが、どちらか一方を有する形態でもよい。また、ヒートシンクとしての金属体４を有する場合においては、シールドキャップ５０を、金属体４を介さず直接配線層に上記ロウ材等により接合させることや、シールドリングとしての金属体４を直接誘電体基板２の表面にロウ付けさせることや、さらには、誘電体基板２に図１の図面下側に凹部を形成しておき、該凹部にシールドキャップ５０に形成させた凸部を嵌合させる等の公知のシールドキャプを誘電体基板に接合させる形態を用いることができる。他方、ヒートシンクとしての金属体４においても、図１では、誘電体基板２の表面上の一部を被覆する形態であるが、誘電体基板２の表面上の概ね全面を被覆する形態をとることも可能である。その場合は、金属体４が接合される配線層３は、誘電体基板２に表面を概ね全面を被覆するように形成される。
【００３３】
図１の誘電体基板２の表面および内部に形成された配線層３は、各配線層３を所定の導通経路となるように形成されるビアホール（図示せず）を介して、ストリップラインおよび、接地導体付コプレーナラインといった高周波用配線層として機能する。このような高周波用配線層においては、高周波信号に対する伝送損失等の高周波特性を高めるために、その形状寸法や形成位置の精度が必要とされる。本発明においては、金属体４のメッキ処理時に、誘電体基板２がメッキ処理液にて侵食されることを抑制できるので、高周波用配線層の形状寸法や形成位置の精度を高めることが可能である。また、誘電体基板２が有する高周波用配線層としては、ストリップライン、マイクロストリップライン、コプレーナライン、接地導体付コプレーナラインおよびトリプレートラインから選ばれる少なくとも一種であればよい。
【００３４】
さらに、誘電体基板２に、配線層３のほかに、コンデンサ、インダクタ及び抵抗器などの種々の厚膜回路素子が作りこまれたものや、上記のような高周波用配線層を有さないものや、高周波用配線層としての接地導体層の機能ではなく、ノイズ防護用のシールド部として機能する接地導体層を形成させたものなど、公知の誘電体基板２の形態について本発明の金属体付配線基板は適用可能である。
【００３５】
また、図１における半導体素子等の電子部品１０は、コプレーナラインとしての高周波用配線層３にハンダボール７１を介してフリップチップ接続されてなるが、電子部品１０が実装される誘電体基板２表面における配線層３の形成形態によって、ハンダ接合型、ボンディングワイヤ型等の種々の接合形態にて電子部品１０は誘電体基板２に実装される。
【００３６】
次に図１以外の本発明の金属体付配線基板が適用される一実施形態を図２に示す。図２は、半導体素子収容用パッケージ２０の一実施形態を示す概略断面図である。図面最下層の配線層３にはヒートシンクの機能を果たす金属体４がロウ付けにより接合されてなり、誘電体基板２の図面最上層上に電子部品とされる半導体素子１０を気密に密閉するための蓋体５０が、ガラス、樹脂、ロウ材等の接着材を介して載置されてなる。また、半導体素子１０は、誘電体基板２に形成された凹部に収容されるとともに、ボンディングワイヤ１３にて誘電体基板２の配線層３と電気的接続がなされる。さらに、半導体素子収容用パッケージ２０の外部と電気的接続させるための、外部リード端子５２が、配線層３に銀ロウ等のロウ材を介して接合されてなる。このような半導体素子収容用パッケージにおいては、金属体４以外にも、外部リード端子５２が接合される配線層３に対して、酸化防止のためにＮｉ／Ａｕメッキ等のメッキ処理が施される。該メッキ処理におけるメッキ処理液によって誘電体基板２の表面が侵食されると、金属体４の接合信頼性や、配線層３の電気的特性を悪化させることに加えて、半導体素子１０に対する気密性がその耐久性をも含めて悪化されることとなる。しかしながら、本発明における誘電体基板２は、メッキ処理液に対する耐侵食性が高められているので、半導体素子収容用パッケージ２０の耐久性を含めた気密性を向上させることができる。
【００３７】
図２に示した半導体素子収容用パッケージ２０以外にも、本発明の金属体付配線基板が効果的に適用されるものの一つにフォトダイオード等の光半導体素子を収容させた光半導体素子収容用パッケージがある。該光半導体素子収容用パッケージの一実施形態を図３に示す。図３は、公知の光半導体素子収容用パッケージの概略断面図である。電子部品とされる光半導体素子１０は、誘電体基板２と、該誘電体基板２にロウ材等により接合された蓋体５０とにより気密に密閉されてなる。また、光半導体素子１０は、誘電体基板２の凹部にロウ材等を介して載置されるとともに、誘電体基板２の内側（凹部形成側）から外側にかけて導出するように形成された外部と電気的接続がなされる配線層３とボンディングワイヤ１３を介して電気的接続がなされている。さらに、誘電体基板２の光ファイバ６１が固定される側の側壁には、貫通孔が形成されおり、該貫通孔に金属体４、光ファイバ固定部材６２を介して、収光レンズ６０および光ファイバ６１が誘電体基板２に接合されてなる。このような誘電体基板２と配線層３は同時焼成にて形成される。また、光ファイバ６１を有する側面に形成される貫通孔は、誘電体基板２となるグリーンシートの一部に切り込みを打ち抜いておくとにより形成される。誘電体基板および配線層を焼成形成した後に、蓋体５０や金属体４等が接合される。
【００３８】
図３において、光導波路を接続するためのコネクタの機能を持つ金属体４および、該金属体４がロウ付け接合される配線層３は、金属製の光ファイバ固定部材６２を誘電体基板２にロウ付けする際の熱応力を緩和させるために形成されたものである。このような配線層３も含めて、本明細書においては、誘電体基板２と同時焼成されるものを配線層とする。
このような機能を果たす金属体４や配線層３には酸化防止のために、Ｎｉ／Ａｕメッキ処理が施される。その際、誘電体基板２が、メッキ処理液にて侵食されると、金属体４の接合信頼性や光ファイバ６１の接合信頼性が抑制され、ひいては、光半導体素子１０の気密性の保持が抑制されるとともに光半導体素子１０から光ファイバに効果的な光取り込みができなくなる不具合は生じる。
しかしながら、本発明の金属体付配線基板における誘電体基板は、金属体４をメッキ処理する際においても、メッキ処理液に対する耐侵食性が高いので、上記不具合を抑制し、光半導体素子収容用パッケージを有効に機能させることが可能である。
【００３９】
図３においては、光半導体素子１０は、蓋体１０を除き、誘電体基板２により囲まれる形であったが、光ファイバ６１が設置される側の側壁を金属体より構成することも可能である。その結果、金属製の光ファイバ固定部材をロウ付けする際に、誘電体基板２に発生する熱応力を緩和させることが可能となる。そのような一実施形態を図４に概略断面図として示す。図４においては、電子部品としての光半導体素子１０および駆動用集積回路素子１０が、誘電体基板２に形成された配線層３と、ハンダ等の導電体７１を介してフリップチップ接続されてなり、該配線層３は、外部と電気的接続がなされる。また、該フリップチップ接続間の絶縁化を図るために有機樹脂等によるアンダフィル材７２にて封止されてなる。誘電体基板２においては、側壁となる金属体４や、光ファイバ固定部材をロウ付けする際の誘電体基板２に発生する熱応力をさらに緩和するための配線層３が、金金属体４と接合する部位から図面上面にかけて形成されてなる。図４における側壁の機能を有する金属体４は、配線層３とロウ付け接合された後、Ｎｉ／Ａｕメッキ等によりメッキ処理が行なわれる。その際の誘電体基板２におけるメッキ処理液に対する耐侵食性を高めるために、本発明の金属体付配線基板が有する誘電体基板は、優位に適用される。
【００４０】
ここまでに、本発明の金属体付配線基板の実施形態を含めて、配線層に金属体をロウ付け接合した後にメッキ処理を行なう手順のメッキ処理方法のみ述べてきた。しかしながら、本発明の金属体付配線基板は、このようなメッキ処理方法以外、例えば、配線層に先にメッキ処理を行い、該配線層にメッキ処理を施した金属体をロウ付け接合させるメッキ処理方法も含めて周知のメッキ処理方法にてメッキ処理が施されたものに適用可能である。また、その場合においても、本発明の金属体付配線基板は、上記同様の作用・効果を有する。
【００４１】
次に、本発明の金属体付配線基板における、誘電体基板および配線層の製造工程の一例を以下に説明する。
誘電体基板２となるべきグリーンシートを用意する。グリーンシートは、誘電体基板を構成するガラスセラミック成分と無機質成分との混合粉末（平均粒径が１〜５μｍ）と、バインダ（アクリル系樹脂（例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリｔ−ブチルメタクリレート）、セルロースアセテートブチレート、ポリエチレン、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラールなど）および溶剤（アセトン、メチルエチルケトン、ジアセトン、メチルイソブチルケトン、ベンゼン、ブロムクロロメタン、エタノール、ブタノール、プロパノール、トルエン、キシレンなど）と、さらに、可塑剤（ブチルベンジルフタレート、ジブチルフタレート、ジメチルフタレートフタル酸ジ２エチルヘキシル、アジピン酸エステル、ポリエチレングリコール誘導体、トリクレゾールホスフェートなど）、解膠剤（脂肪酸（グリセリントリオレートなど）、界面活性剤（ベンゼンスルホン酸など）、湿潤剤（アルキルアリルポリエーテルアルコール、ポチエチレングリコールエチルエーテル、ニチルフェニルグリコール、ポリオキシエチレンエステルなど）などの添加剤を配合して混練し、ドクターブレード法等によりシート状に成形したものである。
また、高周波信号に適した比誘電率等の電気的特性とするためには、無機質成分として、特にアルミナ、ムライト、窒化アルミニウム、窒化珪素を選択することが好適である。
【００４２】
このように得られたグリーンシート上に配線層（厚膜回路素子を作りこむ場合は、その素子のパターンも含む）となるべき配線パターンを複数、公知のスクリーン印刷法により形成を行なう。
【００４３】
こうしてパターン形成が完成すれば、その上に別のセラミックグリーンシートを重ね、さらにパターン形成／グリーンシート積層の工程を繰り返し、熱圧着積層することにより、その積層体を得る。なお、ビアホールを形成する場合は、グリーンシートのビア形成位置にドリル等を用いて穿孔しておき、ここに金属ペーストを充填するようにする。
【００４４】
【実施例】
以下、本発明の効果を確認するために行なった実験結果について説明する。
【００４５】
（実施例１）
上記した製造工程に従い、ガラスセラミック成分としてのＳｉＯ_２、Ｂ_２Ｏ_３、Ａｌ_２Ｏ_３およびアルカリ土類金属酸化物のＣａＯとからなるガラス粉末５０重量％と、無機質成分としてのアルミナ粉末５０重量％との混合粉末１００重量部に対してバインダ（アクリル樹脂）２０重量部、可塑剤（フタル酸ジブチル）１０重量部、溶剤（トルエンとイソプロピルアルコールの混合液）７５重量部とを混和し、スラリーを作製した。また、混合粉末の平均粒径を２．５μｍとし、ガラスセラミック成分の総質量に対する、Ｃａ（アルカリ土類金属元素）の酸化物換算での含有量を２０質量％とした。
次に、該スラリーを用い、ドクターブレード法により厚さ３００μｍのグリーンシートを作製した。得られたグリーンシートを１５層積層させた後、その表面にＣｕペーストをスクリーン印刷法にてパターン印刷することで配線層を形成するとともに、窒素雰囲気下（還元雰囲気下）にて、８５０℃にて脱脂させるとともに、１０００℃×２時間焼成させることで、配線基板の母体となる、配線層が形成された誘電体基板を得た。
【００４６】
（比較例１）
実施例１における、混合粉末の平均粒径を５μｍとし、バインダを１８重量部とした以外は、同条件にて、誘電体基板の作製を行なった。
（比較例２）
実施例１における、混合粉末の平均粒径を１．５μｍとし、バインダを２２重量部とした以外は、同条件にて、誘電体基板の作製を行なった。
【００４７】
上記実施例および比較例にて作製した誘電体基板を、形成された配線層を各々含む形にて、２０ｍｍ×２０ｍｍの表面積となる直方体に成型した。得られた直方体について、その表面を触針法により計測し、ＪＩＳ：Ｂ０６０１（１９９４）に規定された方法により粗さ曲線を測定し、直方体表面における十点平均粗さＲｚを求めた。なお、評価長さは、配線近傍部の５ｍｍとした。得られたＲｚの値を表１に示す。
【００４８】
【表１】

【００４９】
表１より、ガラス成分と無機質成分との混合粉末の平均粒径が小さくなるほど、作製された誘電体基板の表面におけるＲｚは小さくなることが分かる。
【００５０】
次に、上記実施例および比較例にて作製した誘電体基板より成型させた直方体の表面に形成された配線層の表面に、Ｎｉ／Ａｕメッキを行い、Ａｕ−Ｇｅをロウ材とし、Ｎｉ／Ａｕメッキを施したＣｕＷ合金よりなる金属体を接合させた。このように、形成された金属体を有する誘電体基板に対して、再び、その表面を触針法により計測し、十点平均粗さＲｚを求めた。得られたＲｚと、上記金属体を形成する前のＲｚとの差が、２μｍ以上のものを耐侵食性がないとする、耐侵食性判定を行なった。さらに、誘電体基板の表面上に形成された金属体の側面方向より力Ｆを加え、金属体が誘電体基板からはがれたときの加えた力Ｆ（ＭＰａ）を密着強度とする密着強度測定を行なった。耐侵食性判定および、密着強度測定の結果を表１に示す。
【００５１】
表１より、金属体を形成する前のＲｚが８．２μｍであった比較例１のもの以外は、耐侵食性が良好なものとなった。また、密着強度測定より、金属体を形成する前のＲｚが０．８μｍであった比較例２のもの、および、比較例１のものは、実施例１のものに比べて金属体が剥がれやすい結果となった。これら測定結果より、誘電体基板の表面におけるメッキ処理液に対する耐侵食性を高め、かつ、誘電体基板の表面に形成される配線層のアンカー効果を高めることにより、接合される金属体の接合信頼性を確実なものとするには、少なくとも誘電体基板の表面のＲｚを１．０〜８．０μｍとする必要があることが確認された。
【００５２】
（比較例３）
実施例１におけるガラスセラミック成分の総質量に対する、Ｃａ（アルカリ土類金属元素）の酸化物換算での含有量を２８質量％とした以外は同条件にて、誘電体基板を作製した。
（比較例４）
実施例１におけるガラスセラミック成分の総質量に対する、Ｃａ（アルカリ土類金属元素）の酸化物換算での含有量を３４質量％とした以外は同条件にて、誘電体基板を作製した。
【００５３】
上記比較例３および４にて得られた誘電体基板に対して、上記同様の作業手順により同工程を経た後、上記同様の耐侵食性判定を行なった。その結果を表１に示す。金属体を接合する前におけるＲｚは、比較例３および比較例４ともに、良好であったが、実施例１のものに比べてガラスセラミック成分の総質量に対するＣａ（アルカリ土類金属元素）の酸化物換算での含有量が増加したために、メッキ処理液に対する耐侵食性が悪化してしまった。
【００５４】
表１より、ガラスセラミック成分の総質量に対する、アルカリ土類金属元素（Ｃａ）の酸化物換算量での含有量が増加すると、メッキ処理液に対する耐侵食性が抑制されることが分かる。これら結果より、誘電体基板の表面をメッキ処理液に対して耐侵食性を高めたものにするには、少なくとも誘電体基板に含まれるアルカリ土類金属元素の酸化物換算での含有量を２５質量％以下とする必要があることが確認された。
【００５５】
上記実施例および比較例の誘電体基板を用いた測定結果より、誘電体基板の表面におけるメッキ処理液に対する耐侵食性を高め、かつ、誘電体基板の表面に形成される配線層のアンカー効果を高めることにより、接合される金属体の接合信頼性を確実なものとするには、誘電体基板の表面のＲｚを１．０〜８．０μｍとし、かつ、誘電体基板に含まれるアルカリ土類金属元素の酸化物換算での含有量を２５質量％以下とする必要があることが確認された。なお、本発明は、上記実施形態および実施例にて用いた構成成分等に限定されるものではない。
【００５６】
このように、Ｒｚおよび、アルカリ土類金属元素の含有量が調整された誘電体基板を用いた本発明の金属体付配線基板においては、接合された金属体の接合信頼性を向上させることができるとともに、例えば、本発明の金属体付配線基板を半導体素子もしくは光半導体素子収容用パッケージにもちいることで、その気密性および耐久性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の金属体付配線基板の一実施形態を示す概略断面図。
【図２】本発明の金属体付配線基板を用いた半導体素子収容用パッケージの一実施形態を示す概略断面図。
【図３】本発明の金属体付配線基板を用いた光半導体素子収容用パッケージの一実施形態を示す概略断面図。
【図４】図３に続く光半導体素子収容用パッケージの一実施形態を示す概略断面図。
【符号の説明】
１金属体付配線基板
２誘電体基板
３配線層
４金属体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a wiring board with a metal body formed by bonding metal bodies, and more particularly to a wiring board with a metal body suitable for high-frequency signals in a microwave band to a millimeter wave band region.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a wiring board, for example, an electronic component such as a semiconductor element such as LSI or IC, or a discrete component such as a chip capacitor, a chip inductor, a chip resistor, a filter, or a coupler, or various thick films inside or on the surface of the substrate. A multilayer wiring board capable of relatively high density wiring is widely used as a wiring board in which a printing element is built. Many of these multilayer wiring boards are formed on a dielectric substrate made of a ceramic material such as a glass-ceramic composite material, alumina, mullite, barium titanate, aluminum nitride, silicon nitride, and the inside and / or surface of the dielectric substrate. And a wiring layer mainly composed of a metal conductor such as Cu, Ag, Au, Pd, Pt, Ni, W, and Mo, and an electronic component is mounted on the surface as necessary.
For example, in the case where a semiconductor element is mounted, with the recent increase in the density and integration of semiconductor integrated circuits, the heat generated is becoming increasingly high. Therefore, as a multilayer wiring board on which a semiconductor element is mounted, a metal body that mainly plays a role of a heat sink for absorbing heat generated by the semiconductor element is joined to a part of the wiring layer formed on the dielectric board. In addition, a wiring board with a metal body is often used. Further, when the semiconductor element mounted on the wiring board with a metal body is housed in a package, it is hermetically sealed by a lid or the like formed on the wiring board with a metal body.
[0003]
Furthermore, recently, high frequency bands from the microwave band to the millimeter wave band have been actively adopted for wireless communication such as mobile phones in order to increase radio resource and increase transmission capacity. It was. Therefore, the demand for a multilayer wiring board for handling a high-frequency signal as a component for a wireless communication device to be used is increasing explosively.
[0004]
In a wiring board with a metal body on which various electronic components corresponding to high frequency applications as described above are mounted, it is important to suppress transmission loss of high frequency signals as much as possible. For this purpose, it is required that the resistivity of the conductor forming the wiring layer in the wiring board with a metal body is low and that the dielectric loss in the high frequency region of the dielectric board is small.
[0005]
In addition, when a part of the wiring layer in the wiring board with a metal body is a high-frequency wiring layer such as a strip line or a microstrip line, the high-frequency signal is transmitted between the central conductor layer and the ground conductor layer forming the high-frequency wiring layer. It is transmitted by a magnetic field generated between them. At that time, in order to obtain a desired characteristic for a high-frequency signal, it is important that the high-frequency wiring layer is formed in a predetermined size and shape. Further, for the purpose of shielding electromagnetic wave noise in a high frequency band transmitted from the outside, a noise shielding metal body such as a shield cap is joined to the wiring layer formed on the surface of the dielectric substrate, or the shield cap. A shield ring as a bonding terminal is formed on the surface of the dielectric substrate as a metal body. Moreover, when joining optical waveguides, such as an optical fiber, the connector for joining this optical waveguide is formed in the surface of a wiring board with a metal body as a metal body.
[0006]
In a wiring board with a metal body in which a metal body having a function such as a heat sink, a connector for connecting an optical waveguide, or a shield ring is formed, Ni / Au plating or the like is applied to the metal body to prevent oxidation. Has been plated.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, when a plating process such as Ni / Au plating is performed on the metal body formed on the surface of the wiring board, the surface of the dielectric board is unintentionally eroded by the plating solution. In particular, the greater the unevenness on the surface of the dielectric substrate, the easier the plating solution enters the surface of the dielectric substrate during the plating process. As a result, if the vicinity of the surface of the dielectric substrate is excessively eroded, not only the adhesion reliability between the wiring layer formed on the surface of the dielectric substrate and the dielectric substrate but also the surface of the dielectric substrate is not affected. There is a problem that the bonding reliability of the metal body bonded to the wiring layer deteriorates. In particular, it becomes a significant problem in a dielectric substrate made of a glass ceramic composite material containing a large amount of easily soluble components such as alkaline earth metal elements that are easily dissolved in the plating solution.
[0008]
As a constituent component of a dielectric substrate made of glass ceramic or the like, if a large amount of alkaline earth metal element that is easily dissolved in the plating treatment liquid is contained, the dielectric material in which the metal body and the wiring layer are not formed during the plating treatment The vicinity of the surface of the body substrate is etched, which causes a problem that the reliability of adhesion to the wiring layer on the surface of the dielectric substrate and the reliability of bonding of the metal body bonded to the wiring layer are further deteriorated.
[0009]
The present invention has been made in consideration of the above problems. That is, the present invention is based on a dielectric substrate having a glass ceramic or the like containing a large amount of easily soluble components such as alkaline earth metal elements that are easily dissolved in a plating solution as a base, and wiring formed on the dielectric substrate. It is to provide a wiring board with a metal body which is improved in the bonding reliability of a metal body which functions as a heat sink, a shield ring, etc., which is bonded to a part of a layer, and further includes a strip line, a microstrip line, An object of the present invention is to provide a wiring board with a metal body having a wiring layer for high frequency, which is at least one selected from a coplanar line, a coplanar line with a ground conductor, and a triplate line, as a part of the wiring layer.
[0010]
[Means for solving the problems and actions / effects]
  The wiring board with a metal body of the present invention for solving the above problems is
  Dielectric substrate surfaceCo-fired with the dielectric substrateA wiring board in which a wiring layer is formed and a metal body is bonded to a part of the wiring layer,
  The dielectric substrate is made of a composite material of alumina borosilicate glass and inorganic filler,
The content of the alkaline earth metal element contained in the dielectric substrate in terms of oxide is 25% by mass or less,
  And dielectric substrateWiring layer formedThe ten-point average roughness (Rz) on the surface is 1.0 to 8.0 μm,
  A metal body is brazed to the wiring layer.It is characterized by that.
[0011]
The wiring board with a metal body of the present invention is bonded to a dielectric substrate, a wiring layer formed on the surface and / or inside thereof, and a wiring layer formed on the surface of the dielectric substrate with a brazing material such as silver solder. And a metal body having a function of a known heat sink, a connector for connecting an optical waveguide, a shield ring that is a joining terminal of a shield cap, and the like. The part of the wiring layer to which the metal bodies, which are constituent elements of the present invention, are joined refers to a wiring layer for joining these metal bodies by joining means such as brazing or seam welding. When such a metal body is formed, the metal body is usually subjected to a plating treatment such as Ni / Au plating in order to prevent oxidation. In this plating process, when an acidic plating solution such as sulfuric acid or citric acid erodes the surface layer of the dielectric substrate in the vicinity of the wiring layer on which the metal body is formed, it is below the wiring layer to which the metal body is bonded. The dielectric substrate may also erode and enter the gap between the wiring layer and the dielectric substrate. As a result, the adhesion reliability between the wiring layer and the dielectric substrate on the surface of the dielectric substrate is deteriorated, so that the bonding reliability of the metal body brazed to the wiring layer is also deteriorated.
[0012]
The occurrence of a problem that the plating solution erodes the vicinity of the surface layer of the dielectric substrate when the metal body is plated depends on the components constituting the dielectric substrate. Depends on size. In particular, it tends to occur on the surface portion of the dielectric substrate where the irregularities become excessively large. In addition, the surface portion may erode and the plating solution may enter under the wiring layer. Therefore, in order to reduce the probability that the plating solution erodes the dielectric substrate, it is important that the surface of the dielectric substrate does not have a portion with excessively large irregularities. It is preferable to use the ten-point average roughness Rz (JIS B 0601) for the surface roughness as an index that numerically indicates the excessively uneven portions on the surface.
[0013]
Therefore, the Rz of the surface of the dielectric substrate in the wiring board with a metal body of the present invention is set to 1.0 to 8.0 μm. When the Rz is greater than 8.0 μm, a problem that the vicinity of the surface of the dielectric substrate is eroded easily occurs when the metal body is plated. In addition, since the plating solution enters and erodes under the wiring layer, a defect is likely to occur in the bonding reliability of the wiring layer in which stress strain is increased by bonding of the metal bodies. On the other hand, if Rz is less than 1.0 μm, of course, it is possible to further suppress the problem that the vicinity of the surface of the dielectric substrate is eroded by the plating treatment solution. The contact area between the wiring layer formed on the surface and the surface of the dielectric substrate decreases, and the physical adhesion due to the anchor effect decreases. As a result, the bonding reliability of the metal body bonded to a part of the wiring layer formed on the surface of the dielectric substrate is also lowered. In consideration of these results, Rz is preferably set to 1.0 to 8.0 μm. Furthermore, Rz is preferably 3 to 7 μm.
[0014]
By setting the Rz on the surface of the dielectric substrate in the present invention within the above range, the bonding reliability of the metal body bonded to the wiring layer on the surface of the dielectric substrate and the adhesion with the wiring layer on the surface of the dielectric substrate are improved. It becomes possible to improve. As a result, the metal body can effectively perform functions such as a heat sink, a connector for connecting the optical waveguide, and a shield ring. Also in the wiring layer, the wiring shape is eroded together with the dielectric substrate. The problem that the desired electrical characteristics cannot be obtained due to collapse is also eliminated.
[0015]
When plating a metal body having a relatively large bonding area, such as the above heat sink, the surface of the dielectric substrate is eroded by the plating solution, and the bonding reliability of the metal body is lowered, or the shape of the wiring layer is reduced. It has been stated that the probability that the desired electrical characteristics cannot be obtained due to the collapse depends on the ten-point average roughness Rz of the surface. Furthermore, the quality of the corrosion resistance on the surface of the dielectric substrate also depends on the compositional components of the dielectric constituting the dielectric substrate. In a dielectric substrate made of glass ceramic or the like, for the purpose of adjusting dielectric properties such as dielectric constant of the dielectric substrate, a dielectric substrate, and a wiring layer formed on and / or inside the dielectric substrate In many cases, an alkaline earth metal element is contained as a constituent component for the purpose of adjusting the firing temperature when co-firing.
[0016]
However, if the content of the alkaline earth metal element is increased, the acidic plating solution described above facilitates dissolution of products resulting from the alkaline earth metal element. As a result, the surface of the dielectric substrate is easily eroded by the plating treatment liquid. Therefore, in the dielectric substrate of the wiring board with metal body of the present invention, the content of the alkaline earth metal element contained in terms of oxide is 25% by mass or less. As a result, the corrosion resistance of the surface of the dielectric substrate can be improved.
[0017]
The upper limit of the content of the alkaline earth metal element in terms of oxide is because, as described above, the surface of the dielectric substrate to be formed is likely to be eroded by the plating solution. Is 25% by mass. On the other hand, the lower limit of the content of alkaline earth oxide contained in the dielectric substrate in terms of oxide is the component of the dielectric substrate excluding alkaline earth oxide, and the dielectric material in the formed dielectric substrate. It is appropriately adjusted according to a desired set value of dielectric characteristics such as rate.
[0018]
As described above, in the wiring board with a metal body of the present invention, an alkaline earth metal that defines the numerical range of the ten-point average roughness Rz of the surface of the dielectric board and is a constituent component of the dielectric board. By defining the element content, it is possible to improve the bonding reliability of a metal body having functions such as a heat sink, a connector for connecting an optical waveguide, and a shield ring.
[0019]
The dielectric substrate in the present invention described above is made with a glass ceramic substrate comprising the above-mentioned alkaline earth oxide-containing glass ceramic component and an inorganic component in mind, and the dielectric substrate is an alkaline substrate. It is formed by firing a green sheet obtained by forming a slurry obtained by kneading an organic binder or the like into a mixed powder of a glass powder containing an earth metal oxide and an inorganic filler of an inorganic component. In addition, a predetermined wiring pattern is formed on the green sheet by a known printing method, and a dielectric substrate and a wiring layer formed on the surface and / or inside thereof are formed by simultaneous firing.
[0020]
Next, the component constituting the dielectric substrate in the present invention is characterized by being composed of a composite material of alumina borosilicate glass as a glass ceramic component and an inorganic filler as an inorganic component. The composite material is compounded so that the content of the alkaline earth metal element in the dielectric substrate in terms of oxide is 25% by mass or less, whereby the ten-point average roughness on the surface of the dielectric substrate to be fired The value of the thickness Rz can be easily reduced, and the erosion by the plating solution can be further suppressed.
[0021]
In particular, in the alumina borosilicate glass as the glass ceramic component, the dielectric substrate and the wiring layer are obtained by adding 10 to 60 parts by weight of the ceramic component alumina to the borosilicate glass as the glass component. The co-sinterability at the time of co-firing is favorable and preferable. As a result, the value of the ten-point average roughness Rz on the surface of the dielectric substrate to be fired can be further reduced.
[0022]
In addition, in the glass matrix made of alumina borosilicate glass constituting the dielectric substrate as described above, crystals such as alumina and cristobalite originating from the alumina borosilicate glass do not precipitate during firing. The simultaneous sinterability of the layer and the dielectric substrate can be improved. Further, by adding quartz, garnite or the like as the inorganic filler, the dielectric constant characteristics such as the dielectric constant in the formed dielectric substrate are adjusted.
[0023]
In particular, when handling a high-frequency signal, it is required that the dielectric constant and dielectric loss of the dielectric substrate are low and the resistivity of the wiring layer is low. Therefore, as a metal constituting the wiring layer, Cu, Ag or the like having a low resistivity is preferably used. However, since Cu and Ag have a low melting point of about 1000 ° C., when the wiring layer and the dielectric substrate are simultaneously fired, the dielectric substrate is made of a material that can be fired at a low temperature such as 800 to 1000 ° C. There is a need. In order to improve the co-sinterability, the dielectric substrate is preferably composed of a glass raw material that does not crystallize the glass matrix contained in the dielectric substrate. In the dielectric substrate formed by the low-temperature firing, the inorganic filler for reducing the dielectric constant and dielectric loss of the dielectric substrate without crystallizing the glass matrix contained in the dielectric substrate is as described above. In addition to those, alumina, mullite, diopside, spinel, enstatite, cordierite, anorthite and the like can be mentioned.
[0024]
The alumina borosilicate glass as the glass ceramic component containing the alkaline earth oxide is an amorphous material that does not precipitate crystals due to the components of the alumina borosilicate glass in the glass matrix even during the low-temperature firing. A crystallized glass in which crystallized glass or crystal precipitation is suppressed is preferable. In order to obtain such an amorphous glass matrix, it is preferable to use an alumina borosilicate glass having a yield point in the range of 700 to 850 ° C.
[0025]
By using the above-described alumina borosilicate glass, it is possible to further suppress the erosion of the plating treatment liquid on the dielectric substrate to be fired, and at the time of simultaneous firing with the wiring layer in the dielectric substrate. Simultaneous sinterability can be improved.
[0026]
Up to this point, the means for suppressing the erodibility of the plating solution on the surface of the dielectric substrate of the wiring board with metal body of the present invention has been described. By suppressing the erodibility, the bonding reliability of the metal body bonded to the wiring layer on the surface of the dielectric substrate can be improved, and the wiring layer formed near the surface layer of the dielectric substrate It is possible to improve the accuracy of dimensional shape. In addition, when a part of the wiring layer is a high-frequency wiring layer, the accuracy of its dimensional shape is particularly required. However, by improving the accuracy of making the high-frequency wiring layer a predetermined size and shape, High-frequency characteristics such as transmission loss for signals can be enhanced. The high-frequency wiring layer herein refers to at least one selected from a strip line, a microstrip line, a coplanar line, a coplanar line with a ground conductor, and a triplate line.
[0027]
Of the high-frequency wiring layers, a strip line, a microstrip line, and a coplanar line with a ground conductor need to form a ground conductor layer that functions as a ground conductor. The ground conductor layer is a so-called solid layer formed on the entire surface of the dielectric substrate and / or the entire interior. Therefore, when simultaneously firing the dielectric substrate and the ground conductor layer as the wiring layer, it is difficult to improve the simultaneous sintering property. By using the alumina borosilicate glass that becomes, it becomes possible to improve the co-sinterability of the dielectric substrate and the ground conductor layer. As a result, peeling and deterioration of smoothness in the fired ground conductor layer can be suppressed, and as a result, high frequency characteristics can be improved.
[0028]
In the present invention, the wiring layer, particularly the wiring layer for high frequency, includes silver (silver alone, silver-metal oxide (manganese, vanadium, bismuth, aluminum, silicon, copper, etc.), silver-glass addition, silver -Palladium, silver-platinum, silver-rhodium, etc.), gold-based (single gold, gold-metal oxide, gold-palladium, gold-platinum, gold-rhodium, etc.), copper-based (single copper, copper-metal oxide) , Copper-palladium, copper-platinum, copper-rhodium, etc.).
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a wiring board with a metal body according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a wiring board 1 with a metal body includes a dielectric substrate 2 and a wiring layer 3 formed on the surface and inside thereof. The metal body 4 joined to a wiring layer (not shown) formed on the upper surface of the dielectric substrate 2 has a function of a shield ring for joining with the shield cap 50. On the other hand, the metal body 4 joined to the wiring layer 3 formed on the lower surface of the dielectric substrate 2 is used to release the heat generated by the electronic component 10 or the like to the outside of the wiring substrate 1 with the metal body. It has a heat sink function. Such a metal body 4 is brazed to the wiring layer 3 (including a wiring layer (not shown)) after the dielectric substrate 2 and the wiring layer 3 are simultaneously fired. A plating process such as Ni / Au plating is performed. In the plating process, the surface of the dielectric substrate 2 on the side on which the metal body 4 is formed (in FIG. 1, both surfaces located above and below the drawing) have excessively uneven portions, that is, ten points. When the average roughness Rz is large, the vicinity of the surface layer of the dielectric substrate 2 is easily eroded by the acidic plating solution. When the dielectric substrate 2 is eroded by such plating solution, the shape and position accuracy of the wiring layer 3 located near the surface layer of the dielectric substrate 2 are deteriorated, and the wiring layer on the surface of the dielectric substrate 2 is deteriorated. 3 (including a wiring layer not shown) results in a problem that deteriorates the bonding reliability of the metal body 4.
[0030]
However, in the present invention, since the ten-point average roughness Rz on the surface of the dielectric substrate is set to 1.0 to 8.0 μm, the erosion of the dielectric substrate by the plating treatment liquid generated during the plating treatment of the metal body 4 is performed. Can be effectively suppressed. Further, since Rz is set to 1.0 μm or more, the anchor effect of the wiring layer 3 formed on the surface of the dielectric substrate 2 can be maintained. Further, in the present invention, since the content of the alkaline earth metal element that is easily dissolved in the plating solution in the dielectric substrate 2 is 25% by mass or less, the dielectric substrate 2 is eroded by the plating solution. This can be further suppressed.
[0031]
Examples of the metal body 4 to be brazed to the wiring layer 3 (including a wiring layer not shown) include Fe, Al, FeNi alloy, FeNiCo alloy, CuW alloy, and CuMo alloy. Examples of the brazing material include Ag-based, Pb-Sn-based, Ag-Cu-based, Au-Si-based, and Au-Ge-based.
[0032]
1 has the metal body 4 that functions as a shield ring and a heat sink, but may have one of them. When the metal body 4 is used as a heat sink, the shield cap 50 is directly joined to the wiring layer without the metal body 4 by the brazing material or the metal body 4 as the shield ring is directly connected to the dielectric. The surface of the substrate 2 is brazed, and further, a concave portion is formed on the dielectric substrate 2 on the lower side of FIG. 1, and the convex portion formed on the shield cap 50 is fitted into the concave portion. The well-known shield cap can be bonded to the dielectric substrate. On the other hand, the metal body 4 as a heat sink is also configured to cover a part of the surface of the dielectric substrate 2 in FIG. Is also possible. In that case, the wiring layer 3 to which the metal body 4 is bonded is formed on the dielectric substrate 2 so as to cover the entire surface.
[0033]
The wiring layer 3 formed on the surface and inside of the dielectric substrate 2 in FIG. 1 has strip lines and vias (not shown) formed so that each wiring layer 3 becomes a predetermined conduction path. It functions as a high-frequency wiring layer such as a coplanar line with a ground conductor. In such a high-frequency wiring layer, in order to enhance high-frequency characteristics such as transmission loss with respect to a high-frequency signal, the accuracy of the shape dimension and the formation position is required. In the present invention, it is possible to prevent the dielectric substrate 2 from being eroded by the plating solution during the plating process of the metal body 4, so that it is possible to improve the accuracy of the shape dimension and formation position of the high-frequency wiring layer. is there. The high-frequency wiring layer included in the dielectric substrate 2 may be at least one selected from a strip line, a microstrip line, a coplanar line, a coplanar line with a ground conductor, and a triplate line.
[0034]
Furthermore, in addition to the wiring layer 3, various thick film circuit elements such as capacitors, inductors and resistors are formed on the dielectric substrate 2, or those having no high-frequency wiring layer as described above In addition to the function of the ground conductor layer as the high-frequency wiring layer, the ground conductor layer that functions as a noise protection shield portion is formed. A wiring board is applicable.
[0035]
1 is flip-chip connected to the high-frequency wiring layer 3 as a coplanar line via a solder ball 71, the surface of the dielectric substrate 2 on which the electronic component 10 is mounted. The electronic component 10 is mounted on the dielectric substrate 2 in various bonding forms such as a solder bonding type and a bonding wire type depending on the formation form of the wiring layer 3 in FIG.
[0036]
Next, FIG. 2 shows an embodiment to which the metal substrate-equipped wiring board of the present invention other than FIG. 1 is applied. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of the semiconductor element housing package 20. A metal body 4 that functions as a heat sink is joined to the wiring layer 3 at the bottom of the drawing by brazing, so that the semiconductor element 10 as an electronic component is hermetically sealed on the top layer of the dielectric substrate 2 in the drawing. The lid 50 is placed through an adhesive such as glass, resin, or brazing material. The semiconductor element 10 is housed in a recess formed in the dielectric substrate 2 and is electrically connected to the wiring layer 3 of the dielectric substrate 2 by a bonding wire 13. Further, external lead terminals 52 for electrical connection with the outside of the semiconductor element housing package 20 are joined to the wiring layer 3 via a brazing material such as silver brazing. In such a package for housing a semiconductor element, in addition to the metal body 4, the wiring layer 3 to which the external lead terminal 52 is bonded is subjected to a plating process such as Ni / Au plating to prevent oxidation. . When the surface of the dielectric substrate 2 is eroded by the plating solution in the plating process, in addition to deteriorating the bonding reliability of the metal body 4 and the electrical characteristics of the wiring layer 3, the airtightness to the semiconductor element 10. However, it will be deteriorated including its durability. However, since the dielectric substrate 2 according to the present invention has enhanced erosion resistance against the plating solution, the airtightness including the durability of the semiconductor element housing package 20 can be improved.
[0037]
In addition to the semiconductor element accommodation package 20 shown in FIG. 2, an optical semiconductor element accommodation package in which an optical semiconductor element such as a photodiode is accommodated as one of effectively applied wiring boards with metal bodies of the present invention. There is a package. One embodiment of the optical semiconductor element housing package is shown in FIG. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a known optical semiconductor element housing package. An optical semiconductor element 10 as an electronic component is hermetically sealed by a dielectric substrate 2 and a lid 50 joined to the dielectric substrate 2 with a brazing material or the like. The optical semiconductor element 10 is mounted on the concave portion of the dielectric substrate 2 via a brazing material or the like, and is formed so as to be led out from the inner side (the concave portion forming side) to the outer side of the dielectric substrate 2. Electrical connection is made via the wiring layer 3 to be electrically connected and the bonding wire 13. Furthermore, a through hole is formed in the side wall of the dielectric substrate 2 on the side where the optical fiber 61 is fixed, and the light collecting lens 60 and the light are connected to the through hole via the metal body 4 and the optical fiber fixing member 62. A fiber 61 is bonded to the dielectric substrate 2. Such dielectric substrate 2 and wiring layer 3 are formed by simultaneous firing. Further, the through hole formed in the side surface having the optical fiber 61 is formed by punching a notch in a part of the green sheet to be the dielectric substrate 2. After the dielectric substrate and the wiring layer are formed by firing, the lid body 50, the metal body 4 and the like are joined.
[0038]
In FIG. 3, the metal body 4 having a function of a connector for connecting the optical waveguide and the wiring layer 3 to which the metal body 4 is brazed and joined include a metal optical fiber fixing member 62 on the dielectric substrate 2. It is formed to relieve thermal stress during brazing. In the present specification, including such a wiring layer 3, a layer that is simultaneously fired with the dielectric substrate 2 is defined as a wiring layer.
The metal body 4 and the wiring layer 3 having such a function are subjected to Ni / Au plating treatment to prevent oxidation. At this time, if the dielectric substrate 2 is eroded by the plating solution, the bonding reliability of the metal body 4 and the bonding reliability of the optical fiber 61 are suppressed, and as a result, the hermeticity of the optical semiconductor element 10 is maintained. There is a problem that the optical semiconductor element 10 cannot be effectively taken into the optical fiber while being suppressed.
However, the dielectric substrate in the wiring board with a metal body according to the present invention has high erosion resistance against the plating solution even when the metal body 4 is plated, so that the above-mentioned problems are suppressed, and the package for housing an optical semiconductor element is provided. Can function effectively.
[0039]
In FIG. 3, the optical semiconductor element 10 is surrounded by the dielectric substrate 2 except for the lid 10, but the side wall on the side where the optical fiber 61 is installed can also be made of a metal body. is there. As a result, it is possible to relieve the thermal stress generated in the dielectric substrate 2 when brazing the metal optical fiber fixing member. One such embodiment is shown as a schematic cross-sectional view in FIG. In FIG. 4, the optical semiconductor element 10 and the driving integrated circuit element 10 as electronic components are flip-chip connected to the wiring layer 3 formed on the dielectric substrate 2 via a conductor 71 such as solder. The wiring layer 3 is electrically connected to the outside. Further, in order to insulate the flip chip connection, it is sealed with an underfill material 72 made of an organic resin or the like. In the dielectric substrate 2, the metal body 4 serving as the side wall and the wiring layer 3 for further relaxing the thermal stress generated in the dielectric substrate 2 when brazing the optical fiber fixing member are It is formed from the part to be joined to the upper surface of the drawing. The metal body 4 having a side wall function in FIG. 4 is subjected to a plating process by Ni / Au plating or the like after being brazed to the wiring layer 3. In order to improve the erosion resistance with respect to the plating process liquid in the dielectric substrate 2 in that case, the dielectric substrate which the wiring board with a metal body of this invention has is applied preferentially.
[0040]
So far, only the plating method of the procedure for performing the plating process after brazing and joining the metal body to the wiring layer has been described, including the embodiment of the wiring board with metal body of the present invention. However, the wiring board with a metal body of the present invention is other than such a plating method, for example, a plating process in which a wiring layer is subjected to a plating process first, and the wiring body is subjected to brazing and joining. It can be applied to those plated by a well-known plating method including the method. Even in that case, the wiring board with metal body of the present invention has the same operations and effects as described above.
[0041]
Next, an example of the manufacturing process of the dielectric substrate and the wiring layer in the wiring board with a metal body of the present invention will be described below.
A green sheet to be the dielectric substrate 2 is prepared. The green sheet has a mixed powder (average particle size of 1 to 5 μm) of a glass ceramic component and an inorganic component constituting the dielectric substrate, a binder (acrylic resin (for example, polymethyl methacrylate, poly t-butyl methacrylate), Cellulose acetate butyrate, polyethylene, polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, etc.) and solvents (acetone, methyl ethyl ketone, diacetone, methyl isobutyl ketone, benzene, bromochloromethane, ethanol, butanol, propanol, toluene, xylene, etc.) and plasticizers (Butyl benzyl phthalate, dibutyl phthalate, dimethyl phthalate di-2-ethylhexyl phthalate, adipic acid ester, polyethylene glycol derivative, tricresol phosphate, etc.), peptization Contains additives such as fatty acids (such as glycerin trioleate), surfactants (such as benzenesulfonic acid), wetting agents (such as alkylallyl polyether alcohol, polyethylene glycol ethyl ether, nitrylphenyl glycol, polyoxyethylene ester) And kneaded and formed into a sheet shape by a doctor blade method or the like.
In order to obtain electrical characteristics such as a dielectric constant suitable for high-frequency signals, it is particularly preferable to select alumina, mullite, aluminum nitride, or silicon nitride as the inorganic component.
[0042]
On the green sheet thus obtained, a plurality of wiring patterns to be a wiring layer (including a pattern of the element when a thick film circuit element is formed) are formed by a known screen printing method.
[0043]
When pattern formation is completed in this manner, another ceramic green sheet is overlaid thereon, and further, the process of pattern formation / green sheet lamination is repeated to perform thermocompression lamination, thereby obtaining the laminate. In addition, when forming a via hole, it drills using a drill etc. in the via formation position of a green sheet, and fills it with a metal paste here.
[0044]
【Example】
Hereinafter, experimental results performed to confirm the effects of the present invention will be described.
[0045]
(Example 1)
In accordance with the manufacturing process described above, SiO as a glass ceramic component₂, B₂O₃, Al₂O₃And 20 parts by weight of a binder (acrylic resin) with respect to 100 parts by weight of a mixed powder of 50% by weight of a glass powder composed of CaO as an alkaline earth metal oxide and 50% by weight of an alumina powder as an inorganic component, a plasticizer ( A slurry was prepared by mixing 10 parts by weight of dibutyl phthalate) and 75 parts by weight of a solvent (mixed solution of toluene and isopropyl alcohol). The average particle size of the mixed powder was 2.5 μm, and the content of Ca (alkaline earth metal element) in terms of oxide with respect to the total mass of the glass ceramic component was 20 mass%.
Next, using the slurry, a green sheet having a thickness of 300 μm was prepared by a doctor blade method. After laminating 15 layers of the obtained green sheets, a wiring layer was formed by pattern printing of Cu paste on the surface by screen printing, and at 850 ° C. in a nitrogen atmosphere (in a reducing atmosphere). In addition to degreasing and baking at 1000 ° C. for 2 hours, a dielectric substrate having a wiring layer formed as a base of the wiring substrate was obtained.
[0046]
(Comparative Example 1)
A dielectric substrate was fabricated under the same conditions except that the average particle size of the mixed powder in Example 1 was 5 μm and the binder was 18 parts by weight.
(Comparative Example 2)
A dielectric substrate was manufactured under the same conditions except that the average particle size of the mixed powder in Example 1 was 1.5 μm and the binder was 22 parts by weight.
[0047]
The dielectric substrates produced in the above examples and comparative examples were molded into a rectangular parallelepiped having a surface area of 20 mm × 20 mm, each including the formed wiring layer. About the obtained rectangular parallelepiped, the surface was measured by the stylus method, the roughness curve was measured by the method prescribed | regulated to JIS: B0601 (1994), and ten-point average roughness Rz in the rectangular parallelepiped surface was calculated | required. The evaluation length was 5 mm near the wiring. The obtained Rz values are shown in Table 1.
[0048]
[Table 1]

[0049]
Table 1 shows that Rz in the surface of the produced dielectric substrate becomes small, so that the average particle diameter of the mixed powder of a glass component and an inorganic component becomes small.
[0050]
Next, Ni / Au plating is performed on the surface of the wiring layer formed on the surface of the rectangular parallelepiped molded from the dielectric substrate produced in the above-described examples and comparative examples, and Au—Ge is used as a brazing material. A metal body made of a CuW alloy plated with Au was bonded. Thus, the surface of the dielectric substrate having the formed metal body was again measured by the stylus method, and the ten-point average roughness Rz was obtained. The difference between the obtained Rz and the Rz before forming the metal body was determined to be erosion resistance, assuming that the difference between the Rz and the metal body is not more than 2 μm. Furthermore, an adhesion strength measurement is performed in which a force F is applied from the side surface direction of the metal body formed on the surface of the dielectric substrate, and the force F (MPa) applied when the metal body is peeled off the dielectric substrate is an adhesion strength. I did it. The results of erosion resistance determination and adhesion strength measurement are shown in Table 1.
[0051]
Table 1 shows that the erosion resistance was good except for Comparative Example 1 in which Rz was 8.2 μm before forming the metal body. Further, from the adhesion strength measurement, the metal body of the comparative example 2 and the comparative example 1 in which Rz before forming the metal body was 0.8 μm was more easily peeled off than that of the example 1. As a result. From these measurement results, it is possible to improve the erosion resistance to the plating solution on the surface of the dielectric substrate and to enhance the anchor effect of the wiring layer formed on the surface of the dielectric substrate, thereby improving the bonding reliability of the metal bodies to be bonded. In order to ensure the property, it was confirmed that at least the Rz of the surface of the dielectric substrate needs to be 1.0 to 8.0 μm.
[0052]
(Comparative Example 3)
A dielectric substrate was fabricated under the same conditions except that the content of Ca (alkaline earth metal element) in terms of oxide was 28% by mass relative to the total mass of the glass ceramic component in Example 1.
(Comparative Example 4)
A dielectric substrate was fabricated under the same conditions except that the content of Ca (alkaline earth metal element) in terms of oxide was 34% by mass relative to the total mass of the glass ceramic component in Example 1.
[0053]
The dielectric substrate obtained in Comparative Examples 3 and 4 was subjected to the same process according to the same operation procedure as described above, and then subjected to the same erosion resistance determination as described above. The results are shown in Table 1. Rz before joining the metal bodies was good in both Comparative Example 3 and Comparative Example 4, but the oxidation of Ca (alkaline earth metal element) with respect to the total mass of the glass ceramic component compared to that in Example 1 Since the content in terms of product increased, the erosion resistance to the plating solution has deteriorated.
[0054]
From Table 1, it can be seen that when the content of the alkaline earth metal element (Ca) in terms of oxide in the total mass of the glass ceramic component is increased, the erosion resistance to the plating solution is suppressed. From these results, in order to make the surface of the dielectric substrate with enhanced erosion resistance against the plating solution, at least the content of the alkaline earth metal element contained in the dielectric substrate in terms of oxide is 25. It was confirmed that it was necessary to make the mass% or less.
[0055]
From the measurement results using the dielectric substrates of the above-described examples and comparative examples, the erosion resistance to the plating treatment liquid on the surface of the dielectric substrate is enhanced, and the anchor effect of the wiring layer formed on the surface of the dielectric substrate is improved. In order to ensure the bonding reliability of the metal bodies to be bonded by increasing the Rz of the surface of the dielectric substrate is 1.0 to 8.0 μm, and the alkaline earth contained in the dielectric substrate It was confirmed that the content of the metal element in terms of oxide needs to be 25% by mass or less. In addition, this invention is not limited to the component etc. which were used in the said embodiment and Example.
[0056]
Thus, in the wiring board with a metal body of the present invention using the dielectric substrate in which the contents of Rz and alkaline earth metal element are adjusted, the bonding reliability of the bonded metal body can be improved. In addition, for example, by using the wiring board with a metal body of the present invention for a semiconductor element or a package for housing an optical semiconductor element, it is possible to improve its airtightness and durability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of a wiring board with a metal body of the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of a package for housing a semiconductor element using the wiring board with a metal body of the present invention.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of a package for housing an optical semiconductor element using the wiring board with a metal body of the present invention.
4 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of an optical semiconductor element housing package following FIG. 3;
[Explanation of symbols]
1 Wiring board with metal body
2 Dielectric substrate
3 Wiring layer
4 Metal body

Claims

A wiring layer is formed on the surface of the dielectric substrate, the wiring layer being simultaneously fired with the dielectric substrate, and a metal body is bonded to a part of the wiring layer,
The dielectric substrate is made of a composite material of alumina borosilicate glass and an inorganic filler,
The content of the alkaline earth metal element contained in the dielectric substrate in terms of oxide is 25% by mass or less,
And 10-point average roughness (Rz) in the surface in which the said wiring layer of the said dielectric substrate was formed is 1.0-8.0 micrometers,
A wiring board with a metal body , wherein the metal body is brazed to the wiring layer .

The wiring board with a metal body according to claim 1, wherein a glass matrix made of the alumina borosilicate glass contained in the dielectric substrate is not crystallized .

At least a part of the wiring layer is a high-frequency wiring layer, and the high-frequency wiring layer is at least one selected from a strip line, a microstrip line, a coplanar line, a coplanar line with a ground conductor, and a triplate line. The wiring board with a metal body according to claim 1 , wherein the wiring board has a metal body.