JP4422453B2 - Wiring board - Google Patents

Wiring board Download PDF

Info

Publication number
JP4422453B2
JP4422453B2 JP2003321916A JP2003321916A JP4422453B2 JP 4422453 B2 JP4422453 B2 JP 4422453B2 JP 2003321916 A JP2003321916 A JP 2003321916A JP 2003321916 A JP2003321916 A JP 2003321916A JP 4422453 B2 JP4422453 B2 JP 4422453B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
crystal phase
mass
sintered body
layer
insulating substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2003321916A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2005093546A (en
Inventor
信也 川井
正浩 冨迫
和善 児玉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP2003321916A priority Critical patent/JP4422453B2/en
Publication of JP2005093546A publication Critical patent/JP2005093546A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4422453B2 publication Critical patent/JP4422453B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)

Description

本発明は、絶縁基板の表面に薄膜配線導体層が形成された配線基板に関し、特に、低抵抗導体である銀、銅、金と同時焼成が可能で、かつ高強度特性を有する絶縁基板を具備する配線基板に関するものである。 The present invention relates to a wiring board having a thin-film wiring conductor layer formed on the surface of an insulating board, and in particular, includes an insulating board that can be fired simultaneously with silver, copper, and gold, which are low resistance conductors, and has high strength characteristics. those related to the wiring board to be.

各種の電子機器等に使用されている配線基板は、例えば、アルミナ質セラミックス等によって形成された絶縁基板と、この絶縁基板の表面および/または表面に同時焼成されたメタライズ配線層とを有している。また、絶縁基板表面に低抵抗で微細なパターンの配線が可能な薄膜配線導体層を形成する方法としては、例えば前記絶縁基板表面を研磨して平滑にした後、その表面に、蒸着法等の薄膜形成法により、Ti、Cr、W、Cuなどの金属からなる薄膜配線導体層とポリイミド等の有機高分子材料からなる絶縁膜を積層する方法が採用されている。   A wiring board used in various electronic devices has, for example, an insulating substrate formed of alumina ceramics and the like, and a surface of the insulating substrate and / or a metallized wiring layer co-fired on the surface. Yes. In addition, as a method of forming a thin-film wiring conductor layer capable of wiring with a low resistance and a fine pattern on the surface of the insulating substrate, for example, after polishing the surface of the insulating substrate to be smooth, A method of laminating a thin film wiring conductor layer made of a metal such as Ti, Cr, W, Cu and an insulating film made of an organic polymer material such as polyimide by a thin film forming method is employed.

また、上記の配線基板を構成するアルミナ質セラミック製の絶縁基板は、その焼成温度が約1600℃と高温であるため、絶縁基板内部に形成されるメタライズ配線層としては、W、Mo等の高融点金属が用いられる。低融点のAg,Cu,Au等を用いると、焼成時に配線パターンが崩れてしまうからである。   The insulating substrate made of alumina ceramic that constitutes the above wiring board has a high firing temperature of about 1600 ° C., so that the metallized wiring layer formed inside the insulating substrate is made of a high material such as W or Mo. A melting point metal is used. This is because if a low melting point Ag, Cu, Au or the like is used, the wiring pattern is destroyed during firing.

ところで、アルミナ質セラミックスは、その誘電率が高く、このため、アルミナ質セラミック製絶縁基板を具備する配線基板は、信号遅延時間が長く、高速に信号を伝播させることができないという欠点がある。さらに、メタライズ配線層を構成する高融点金属は、その電気抵抗が高いので、同様に高速に信号を伝播させることが出来ない。   By the way, alumina ceramics have a high dielectric constant. For this reason, a wiring board provided with an insulating substrate made of alumina ceramic has a drawback that a signal delay time is long and signals cannot be propagated at high speed. Furthermore, since the refractory metal constituting the metallized wiring layer has a high electric resistance, it cannot similarly propagate signals at high speed.

そこで、誘電率が低くかつ焼成温度が1000℃以下の低温焼成可能なガラスセラミックスを絶縁基板とし、導体として電気抵抗の低いCu、Ag、Au等を用いることが提案されている。例えば、本出願人は、リチウム珪酸系等のガラスとSiO系のフィラーとの混合物を含むグリーンシート表面にCuの導体配線層を形成して1000℃以下で焼成して配線基板を作製することを提案した(特許文献1参照)。
特開平10−212136号公報
Therefore, it has been proposed to use glass ceramics having a low dielectric constant and a firing temperature of 1000 ° C. or lower that can be fired at a low temperature as an insulating substrate, and Cu, Ag, Au, or the like having a low electrical resistance as a conductor. For example, the present applicant forms a wiring substrate of Cu by forming a Cu conductive wiring layer on the surface of a green sheet containing a mixture of lithium silicate-based glass and SiO 2 -based filler, and firing it at 1000 ° C. or lower. (See Patent Document 1).
JP-A-10-212136

しかしながら、特許文献1のように、絶縁基板を上記リチウム珪酸系等のガラスとSiO系のフィラーとを含むガラスセラミックスで構成した場合では、絶縁基板中に多量のボイドが存在し、基板表面の平滑性が損なわれてしまい、この結果、表面に形成する薄膜配線導体層の位置精度が低下し、微細配線化が困難となり、また、均一な厚みの薄膜配線導体層の形成も困難となり、さらには薄膜配線導体層の接着強度が低下するという問題を生じていた。 However, as in Patent Document 1, in the case where the insulating substrate is made of glass ceramics containing the above lithium silicate glass or the like and SiO 2 filler, a large amount of voids are present in the insulating substrate. As a result, the positional accuracy of the thin-film wiring conductor layer formed on the surface is lowered, making it difficult to make fine wiring, and it is difficult to form a thin-film wiring conductor layer having a uniform thickness. Has caused a problem that the adhesive strength of the thin-film wiring conductor layer is lowered.

また、上記のガラスセラミック製絶縁基板は、熱伝導率が2W/mK以下と低く、また、抗折強度も約200MPa程度と従来のアルミナ等に比較して熱的、機械的特性において大きく劣るものであった。   In addition, the above glass ceramic insulating substrate has a thermal conductivity as low as 2 W / mK or less and a bending strength of about 200 MPa, which is greatly inferior in thermal and mechanical characteristics compared to conventional alumina. Met.

さらには、ボイドにより絶縁基板表面の平滑性が損なわれる結果、高周波信号が主に通過する薄膜配線導体層界面の凹凸が大きくなり、高周波帯での配線抵抗が増加することから、導体損失が増大して高周波信号の伝送特性が悪くなるという問題もあった。   Furthermore, the smoothness of the surface of the insulating substrate is impaired by voids. As a result, the unevenness at the interface of the thin film wiring conductor layer through which high-frequency signals mainly pass increases, increasing the wiring resistance in the high-frequency band and increasing the conductor loss. As a result, there is a problem that the transmission characteristics of the high-frequency signal are deteriorated.

従って、本発明の目的は、微細かつ均一な厚みを有し、かつ高い接着強度を有する薄膜配線導体層が絶縁基板表面に形成され、高強度で、さらには高熱伝導率の配線基板およびその製造方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to form a thin wiring conductor layer having a fine and uniform thickness and having a high adhesive strength on the surface of the insulating substrate, which has a high strength and further a high thermal conductivity, and its manufacture. It is to provide a method.

本発明によれば、絶縁基板と、その表面に形成された薄膜配線導体層とを具備してなる配線基板において、
前記絶縁基板は、SiO 、Al 、MgO、BaO及びRE (REは希土類元素)を含み、ZnOを含まない珪酸系ガラス粉末50〜60質量%と、アルミナ粉末35〜50質量%と、フォルステライト、エンスタタイト、ムライト、ジルコニア、窒化アルミニウム及び窒化珪素の群から選ばれる少なくとも一種のセラミック粉末0〜5質量%とからなる混合粉末に、有機バインダーおよび溶媒を混合してなるグリーンシートを焼成することにより得られ、構成元素としてSi、Al、Mg、Ba、RE及びOを含有し、Znを含有せず、結晶相としてフォルステライト結晶相を含有するとともに、該フォルステライト結晶相よりもピーク強度の大きい結晶相として六方晶セルジアン結晶相及びアルミナ結晶相を含有し、ガーナイト結晶相及びスピネル結晶相を含有せず、0.3%以下の開気孔率を有する焼結体から形成されており
記薄膜配線導体層は、Cu、Ag、Au及びAlの群から選ばれる少なくとも1種の導体を含有していることを特徴とする配線基板が提供される。
According to the present invention, in a wiring board comprising an insulating substrate and a thin-film wiring conductor layer formed on the surface thereof,
The insulating substrate contains SiO 2 , Al 2 O 3 , MgO, BaO, and RE 2 O 3 (RE is a rare earth element), 50 to 60% by mass of silicate glass powder not containing ZnO, and alumina powder 35 to 50 An organic binder and a solvent are mixed into a mixed powder composed of 0% by mass and at least one ceramic powder selected from the group consisting of forsterite, enstatite, mullite, zirconia, aluminum nitride and silicon nitride. It is obtained by firing a green sheet, contains Si, Al, Mg, Ba , RE and O as constituent elements , does not contain Zn, contains a forsterite crystal phase as a crystal phase , containing hexagonal celsian crystal phase and the alumina crystal phase as a large crystal phases of the peak intensity than stellite crystalline phase And, it does not contain gahnite crystal phase and the spinel crystal phase is formed of a sintered body having an open porosity of 0.3% or less,
Before SL thin film wiring conductor layer, Cu, Ag, the wiring board, characterized by containing at least one conductor selected from the group of Au and Al is provided.

本発明の配線基板の好ましい態様は、以下の通りである。
(1)前記焼結体は、前記各構成元素を、酸化物換算で、SiO:5〜36質量%、Al:11〜65質量%、MgO:2〜22質量%、BaO:5〜36質量%及びRE:0.5〜18質量%となる割合で含有し、B 、CaO、SrO、ZrO 、SnO 及びTiO からなる群から選ばれる少なくとも一種をその合量で18質量%以下の割合で含有している。
(2)前記RがYである。
)前記焼結体が、結晶相として、さらに、エンスタタイト、ムライト、ジルコニア、窒化アルミニウム及び窒化珪素の群から選ばれる少なくとも一種を含有している。
)前記珪酸系ガラス粉末は、SiO を10〜40質量%、Al を1〜30質量%、MgOを6〜25質量%、BaOを10〜40質量%及びRE を2〜20質量%含有し、ZnOを含有せず、さらにB 、CaO、SrO、ZrO 、SnO 及びTiO の群から選ばれる少なくとも一種をその合量で20質量%以下含有している。
)前記絶縁基板が、熱伝導率が3.5W/mK以上で抗折強度が400MPa以上の焼結体からなる。
)前記絶縁基板は複数の絶縁層から形成されており、該絶縁層間に、Cu、Ag、Au、Pd及びPtの群から選ばれる少なくとも1種を含有する内部配線層が形成されている。
Preferred embodiments of the wiring board of the present invention are as follows.
(1) Before Symbol sintered body, the respective elements, in terms of oxide, S iO 2: 5 to 36 wt%, Al 2 O 3: 11~65 wt%, MgO: 2 to 22 wt%, BaO: 5 to 36% by mass and RE 2 O 3 : 0.5 to 18 % by mass, and selected from the group consisting of B 2 O 3 , CaO, SrO, ZrO 2 , SnO 2 and TiO 2. At least one kind is contained in a total amount of 18% by mass or less .
(2) The R E 2 O 3 is Y 2 O 3 .
(3) the sintered body, as a crystal phase, further, et Nsutataito, mullite, zirconia, contains at least one member selected from the group consisting of aluminum nitride beauty silicon nitride.
(4) the silicate-based glass powder, a SiO 2 10 to 40 wt%, Al 2 O 3 1 to 30 wt%, the MgO 6 to 25 wt%, a BaO 10 to 40% by weight and RE 2 O 3 2-20 mass%, does not contain ZnO, and further contains at least one selected from the group of B 2 O 3 , CaO, SrO, ZrO 2 , SnO 2 and TiO 2 in a total amount of 20 mass% or less. is doing.
( 5 ) The insulating substrate is made of a sintered body having a thermal conductivity of 3.5 W / mK or more and a bending strength of 400 MPa or more.
( 6 ) The insulating substrate is formed of a plurality of insulating layers, and an internal wiring layer containing at least one selected from the group consisting of Cu, Ag, Au, Pd and Pt is formed between the insulating layers. .

本発明によって提供される配線基板においては、Si、Al、Mg、Ba、希土類元素RE及びOを構成元素として含有し、Znを含有せず且つ結晶相としてフォルステライト結晶相(2MgO・SiOを含有するとともに、該フォルステライト結晶相よりもピーク強度の大きい結晶相として六方晶セルジアン結晶相及びアルミナ結晶相を含有し、ガーナイト結晶相及びスピネル結晶相を含有しない焼結体により絶縁基板が形成されているため、その抗折強度が400MPa以上に高められ、さらには熱伝導率も高められ、熱的性質も改善される。 In the wiring board provided by the present invention , Si , Al, Mg, Ba , rare earth elements RE and O are contained as constituent elements , Zn is not contained, and the forsterite crystal phase (2MgO.SiO 2 ) is used as the crystal phase. And a hexagonal serdian crystal phase and an alumina crystal phase as crystal phases having higher peak intensity than the forsterite crystal phase, and an insulating substrate is formed by a sintered body containing no garnite crystal phase and spinel crystal phase. Therefore, the bending strength is increased to 400 MPa or more, the thermal conductivity is also increased, and the thermal properties are improved.

また、上記焼結体の開気孔率が0.3%以下であるため、ボイドの少ない絶縁基板表面に微細で低抵抗の薄膜配線導体層を形成することができ、高周波帯での配線抵抗の増大を回避し、導体損失の増大による高周波信号の伝送特性の悪化も抑制でき、さらには、薄膜配線導体層と絶縁基板との接着強度も高めることができる。   Moreover, since the open porosity of the sintered body is 0.3% or less, a thin and thin thin-film wiring conductor layer can be formed on the surface of the insulating substrate with few voids, and the wiring resistance in the high frequency band can be reduced. The increase can be avoided, the deterioration of the transmission characteristic of the high frequency signal due to the increase of the conductor loss can be suppressed, and the adhesive strength between the thin film wiring conductor layer and the insulating substrate can be increased.

以下、本発明を、添付図面に示す具体例に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail based on specific examples shown in the accompanying drawings.

図1は、本発明の配線基板を用いた望ましい応用例の一つである半導体素子収納用パッケージの断面構造を、これに実装される半導体素子と共に示す図であり、図2は、図1のパッケージの外部回路基板への実装構造を示す概略断面図である。   FIG. 1 is a view showing a cross-sectional structure of a package for housing a semiconductor element, which is one of preferred applications using the wiring board of the present invention, together with a semiconductor element mounted thereon, and FIG. It is a schematic sectional drawing which shows the mounting structure to the external circuit board of a package.

図1において、全体としてAで示すパッケージは、絶縁基板Xと、その表面に形成された多層配線層Yとから成る。   In FIG. 1, a package indicated by A as a whole is composed of an insulating substrate X and a multilayer wiring layer Y formed on the surface thereof.

多層配線層Yは、薄膜配線導体層1と絶縁膜2との積層構造からなるものであり、薄膜配線導体層1と絶縁膜2とが交互に積層された構造を有している。即ち、薄膜配線導体層1は、絶縁基板Xの表面に形成された下層1a、絶縁膜2の膜間に形成されている中間層1b、上部の絶縁膜2の表面に形成されている表面層1cとを含み、下層1a、中間層1b及び表面層1cは、互いに導体層により電気的に接続されている。半導体素子4の電極端子5は、この多層配線層Yの最表面の薄膜配線導体層1cに実装(1次実装)接続されている。   The multilayer wiring layer Y has a laminated structure of thin film wiring conductor layers 1 and insulating films 2 and has a structure in which thin film wiring conductor layers 1 and insulating films 2 are alternately laminated. That is, the thin film wiring conductor layer 1 includes a lower layer 1a formed on the surface of the insulating substrate X, an intermediate layer 1b formed between the films of the insulating film 2, and a surface layer formed on the surface of the upper insulating film 2. 1c, and the lower layer 1a, the intermediate layer 1b, and the surface layer 1c are electrically connected to each other by a conductor layer. The electrode terminal 5 of the semiconductor element 4 is mounted (primary mounted) and connected to the thin-film wiring conductor layer 1c on the outermost surface of the multilayer wiring layer Y.

また、絶縁基板Xは、複数の絶縁層3が積層された構造を有しており、絶縁層3の層間には、内部配線層6が形成されている。内部配線層6は、通常、Cu、Ag及びAuの群から選ばれる少なくとも1種の低抵抗金属を主成分として含有するものである。即ち、絶縁基板Xを多層化し、内部配線層6を形成することにより、配線の高密度化が可能となり、また内部配線層をCu、Ag、Auといった低抵抗金属にて形成することにより、高速な信号を低損失で伝送することができる。   Further, the insulating substrate X has a structure in which a plurality of insulating layers 3 are laminated, and an internal wiring layer 6 is formed between the insulating layers 3. The internal wiring layer 6 normally contains at least one low-resistance metal selected from the group of Cu, Ag, and Au as a main component. That is, it is possible to increase the density of wiring by multilayering the insulating substrate X and forming the internal wiring layer 6, and by forming the internal wiring layer with a low-resistance metal such as Cu, Ag, or Au, high speed is achieved. Simple signals can be transmitted with low loss.

また、パッケージAの裏面(即ち絶縁基板Xの裏面)には、メタライズパッド7が形成されており、このメタライズパッド7は、絶縁層3を貫通して延びているビアホール導体8を介して、内部配線層6及び多層配線層Yの下層の薄膜配線導体層1aに電気的に接続されている。また、メタライズパッド7には、図2にも示されているように、外部回路基板Bへ電気的に接続するための接続端子9が設けられており、この接続端子9により、外部回路基板B表面の配線導体10と電気的に接続されることによってパッケージAは外部回路基板Bに実装される。従って、このような実装構造において、パッケージAの表面に搭載された半導体素子4は、多層配線層Y(表面層、中間層及び下層の薄膜配線導体層1c、1b、1a)やビアホール導体8を介して電気的に接続されることとなる。   Further, a metallized pad 7 is formed on the back surface of the package A (that is, the back surface of the insulating substrate X), and this metallized pad 7 is internally connected via a via-hole conductor 8 extending through the insulating layer 3. The wiring layer 6 and the thin-film wiring conductor layer 1a below the multilayer wiring layer Y are electrically connected. Further, as shown in FIG. 2, the metallized pad 7 is provided with a connection terminal 9 for electrical connection to the external circuit board B. By this connection terminal 9, the external circuit board B is provided. The package A is mounted on the external circuit board B by being electrically connected to the wiring conductor 10 on the surface. Accordingly, in such a mounting structure, the semiconductor element 4 mounted on the surface of the package A includes the multilayer wiring layer Y (surface layer, intermediate layer and lower thin film wiring conductor layers 1c, 1b, 1a) and the via-hole conductor 8. It will be electrically connected through.

なお、通常、上記の電極端子5や接続端子9は、半田などのロウ材によって形成されることが望ましく、パッケージAが図1のようなBGA型パッケージの場合には、接続端子9は半田ボールによって形成される。   In general, the electrode terminals 5 and the connection terminals 9 are preferably formed of a brazing material such as solder. When the package A is a BGA type package as shown in FIG. 1, the connection terminals 9 are solder balls. Formed by.

また、外部回路基板Bとしては、例えば、少なくとも有機樹脂を含む絶縁材料(具体的には、ガラス−エポキシ系複合材料)からなり、一般に、0〜150℃における線熱膨張係数が13〜20×10−6/℃の絶縁性のプリント基板等が用いられ、このプリント基板の表面に形成されている配線層10は、Cu、Au、Al、Ni、Pb−Snなどの金属導体からなっている。 The external circuit board B is made of, for example, an insulating material containing at least an organic resin (specifically, a glass-epoxy composite material), and generally has a linear thermal expansion coefficient of 13 to 20 × at 0 to 150 ° C. An insulating printed board of 10 −6 / ° C. is used, and the wiring layer 10 formed on the surface of the printed board is made of a metal conductor such as Cu, Au, Al, Ni, Pb—Sn. .

本発明において、絶縁基板Xを形成している各絶縁層3は、構成元素として、少なくともSi、Al、Mg、Ba、RE(希土類元素)及びOを含有し、Znを含有しない焼結体からなっており、この焼結体は、結晶相として、フォルステライト結晶相(2MgO・SiO )と、セルジアン結晶相(BaAlSi)と、アルミナ結晶相とを含有し、セルジアン結晶相は、少なくとも一部がアスペクト比3以上の異方性結晶(例えば針状晶または板状晶)として存在している。 In the present invention, each insulating layer 3 forming the insulating substrate X is made of a sintered body containing at least Si, Al, Mg, Ba, RE (rare earth element) and O as constituent elements and not containing Zn. This sintered body contains a forsterite crystal phase (2MgO.SiO 2 ), a Serdian crystal phase (BaAl 2 Si 2 O 8 ), and an alumina crystal phase as crystal phases, and a Serdian crystal phase. Are present as anisotropic crystals (for example, needle-like crystals or plate-like crystals) having an aspect ratio of 3 or more.

即ち、アスペクト比3以上の異方性結晶であるセルジアン結晶相は、著しい抗折強度向上効果を示し、フォルステライト結晶相も抗折強度の向上に寄与する。さらに、構成元素中、Si、Al、Mg、Ba及びOは、上記の各結晶相の形成に必要な元素であるが、希土類元素REは、例えば上記各結晶相を析出した後の残留ガラス中に酸化物(RE)の形で存在して、焼結体中の残留ガラス相のヤング率を向上させることにより、焼結体の抗折強度を高める作用を示す。 That is, the Serdian crystal phase, which is an anisotropic crystal having an aspect ratio of 3 or more, exhibits a remarkable bending strength improvement effect, and the forsterite crystal phase also contributes to the improvement of the bending strength. Further, among the constituent elements, Si, Al, Mg, Ba and O are elements necessary for the formation of each of the above crystal phases, but the rare earth element RE is, for example, in the residual glass after the above crystal phases are precipitated. Present in the form of an oxide (RE 2 O 3 ) and exhibits an effect of increasing the bending strength of the sintered body by improving the Young's modulus of the residual glass phase in the sintered body.

従って、本発明によれば、絶縁基板Xの抗折強度を、400MPa以上に高めることができる。例えば焼結体中に上記セルジアン結晶相やフォルステライト結晶相が含有していない場合には、抗折強度を400MPa以上に高めることができなくなってしまうし、希土類元素成分を含有していない場合にも、抗折強度が低下してしまう。 Therefore, according to the present invention, the bending strength of the insulating substrate X can be increased to 400 MPa or more. For example, when the above-mentioned Celsian crystal phase or forsterite crystal phase is not contained in the sintered body, the bending strength cannot be increased to 400 MPa or more, and the rare earth element component is not contained. In addition, the bending strength is reduced.

本発明において、上記のセルジアン結晶相は、六方晶を含有している。六方晶のセルジアン結晶は、アスペクト比の高い異方性結晶として成長することができるため、抗折強度を高める上で有利となるからである。 In the present invention, the above celsian crystalline phase, that contain hexagonal. Celsian crystals six-cubic, since it can be grown as highly anisotropic crystal aspect ratio, because it is advantageous in enhancing the bending strength.

また、希土類元素REとしては、特に限定されるものではないが、残留ガラス相のヤング率向上に特に効果的であるという点で、イットリウム(Y)が好ましく、Yとして焼結体中に存在していることが好ましい。 Further, the rare earth element RE is not particularly limited, but yttrium (Y) is preferable in that it is particularly effective for improving the Young's modulus of the residual glass phase, and Y 2 O 3 is used in the sintered body. It is preferable that it exists in.

また、絶縁層3を形成する上記焼結体は、開気孔率が0.3%以下、特に0.25%以下、最適には0.2%以下である。即ち、このようなボイドの少ない緻密な焼結体により絶縁層3を形成することにより、絶縁基板Xの表面を平滑にすることができ、その表面に微細で低抵抗の薄膜配線導体層1を形成することができ、高周波帯での配線抵抗の増大を回避し、導体損失の増大による高周波信号の伝送特性の悪化も抑制され、また、薄膜配線導体層1と絶縁基板Xとの接着強度も高めることができる。   The sintered body forming the insulating layer 3 has an open porosity of 0.3% or less, particularly 0.25% or less, and optimally 0.2% or less. That is, by forming the insulating layer 3 with such a dense sintered body having few voids, the surface of the insulating substrate X can be smoothed, and the thin and thin thin-film wiring conductor layer 1 having a low resistance can be formed on the surface. It can be formed, an increase in wiring resistance in the high frequency band is avoided, a deterioration in transmission characteristics of the high frequency signal due to an increase in conductor loss is suppressed, and an adhesive strength between the thin film wiring conductor layer 1 and the insulating substrate X is also reduced. Can be increased.

例えば、配線幅75μm以下、特に50μm以下、配線間の間隔が75μm以下、特に50μm以下の微細な薄膜配線導体層1(特に下層の薄膜配線導体層1a)を均一な厚みで精度よく形成できる。絶縁基板Xの開気孔率が上記範囲を越えると、薄膜配線導体層1の位置精度が低下して、微細配線の形成が困難となるばかりか、絶縁基板Xの表面に形成される薄膜配線導体層1(下層a)の厚みや配線幅のばらつきが大きくなり、配線層内を伝送する信号のインピーダンス特性が悪化し、最悪の場合オープンやショート不良の原因となる。   For example, a fine thin-film wiring conductor layer 1 (particularly, the lower thin-film wiring conductor layer 1a) having a wiring width of 75 μm or less, particularly 50 μm or less, and a distance between wirings of 75 μm or less, particularly 50 μm or less can be formed with a uniform thickness and high accuracy. If the open porosity of the insulating substrate X exceeds the above range, the position accuracy of the thin film wiring conductor layer 1 is lowered and it becomes difficult to form fine wiring, and the thin film wiring conductor formed on the surface of the insulating substrate X Variations in the thickness of the layer 1 (lower layer a) and the wiring width are increased, and the impedance characteristics of signals transmitted through the wiring layer are deteriorated. In the worst case, this causes an open or short circuit failure.

本発明では、絶縁層3を形成する焼結体は、上述したセルジアン結晶やフォルステライト結晶相、アルミナ結晶相に加えて他の結晶相を含有していることもでき、例えば、ムライト(3Al・2SiO)、エンスタタイト(MgSiO )、ジルコニア(ZrO)、窒化アルミニウム及び窒化珪素なる群から選ばれる少なくとも一種を含有することが好ましく、このような他の結晶を含有することにより、各種の特性を向上させることができる。 In the present invention, the sintered body forming the insulating layer 3 may also be celsian crystal and forsterite crystal phase described above, in addition to the alumina crystal phase containing the other crystal phases, e.g., beam light (3Al 2 O 3 · 2SiO 2), enstatite (MgSiO 3), di zirconia (ZrO 2), preferably contains at least one selected from the group consisting of aluminum nitride and silicon nitride, containing such other crystal As a result, various characteristics can be improved.

即ち、他の結晶相として上記で例示されたものは、抗折強度の向上に寄与するものである。 That is, those exemplified above as other crystal phases, Ru der contributes to an improvement in the flexural strength.

また、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化珪素は、熱伝導率を向上させる効果を有している。   Alumina, aluminum nitride, and silicon nitride have the effect of improving thermal conductivity.

さらに、アルミナは、ガラス粉末との濡れ性が特に高く、焼結体の開気孔率を低下させ、後述する研磨面に存在する気孔の面積率を小さくさせる上で効果的である。   Furthermore, alumina has particularly high wettability with glass powder, and is effective in reducing the open porosity of the sintered body and reducing the area ratio of pores present on the polished surface, which will be described later.

ムライト、エンスタタイトは、焼結体の誘電率を低下させる効果があり、前述したフォルステライトも誘電率を低下させる効果を有している。 Mullite, Ensutatai DOO has an effect of lowering the dielectric constant of the sintered body, and has the effect of reducing even dielectric constant forsterite described above.

また、アルミナ、ZrOは、焼結体の耐薬品性を向上させる効果を有し、特にアルミナの効果が大きい。このような耐薬品性向上効果は、後述する薄膜配線導体層1の形成に使用する薬液による劣化を有効に回避できるという点で、有効である。 Alumina and ZrO 2 have the effect of improving the chemical resistance of the sintered body, and the effect of alumina is particularly great. Such an effect of improving chemical resistance is effective in that deterioration due to a chemical used for forming the thin film wiring conductor layer 1 described later can be effectively avoided.

絶縁層3を形成する焼結体中には、本発明の目的を損なわない範囲において、上述した種々の結晶相以外の金属酸化物結晶相が含有していても差し支えない。このような金属酸化物結晶相としては、SiO、CaMgSi、SrMgSi、BaMgSi、ZnO、ZnSiO、ZnAlSi18等が挙げられ、用途に合わせて適宜含有させればよい。 The sintered body forming the insulating layer 3 may contain a metal oxide crystal phase other than the above-mentioned various crystal phases as long as the object of the present invention is not impaired. Examples of such metal oxide crystal phases, SiO 2, CaMgSi 2 O 6 , Sr 2 MgSi 2 O 7, Ba 2 MgSi 2 O 7, ZnO, Zn 2 SiO 4, Zn 2 Al 4 Si 5 O 18 and the like What is necessary is just to contain suitably according to a use.

本発明においては、ボイドの少ない緻密な焼結体を得ると同時に、六方晶セルジアン結晶相、フォルステライト結晶相、アルミナ結晶相及びその他の結晶相を、焼結体中に効果的に存在せしめ、高い抗折強度を確保し、さらには熱伝導率を向上させるという点で、焼結体の酸化物換算での組成比は、
SiO:5〜36質量%、特に8〜31質量%、
Al:11〜65質量%、特に13〜32質量%、
MgO:2〜22質量%、特に3〜18質量%、
BaO:5〜36質量%、特に8〜36質量%、
RE(特にY):0.5〜18質量%、特に1.5〜13質量%、
範囲で含有していることが好ましい。
In the present invention, a dense sintered body with few voids is obtained, and at the same time, the hexagonal serdian crystal phase, forsterite crystal phase , alumina crystal phase and other crystal phases are effectively present in the sintered body, In terms of ensuring high bending strength and further improving thermal conductivity, the composition ratio in terms of oxide of the sintered body is:
SiO 2 : 5 to 36% by mass, particularly 8 to 31% by mass,
Al 2 O 3 : 11 to 65% by mass, in particular 13 to 32% by mass,
MgO: 2 to 22% by mass, particularly 3 to 18% by mass,
BaO: 5-36% by mass, in particular 8-36% by mass,
RE 2 O 3 (in particular Y 2 O 3): 0.5~18% by weight, in particular 1.5 to 13% by weight,
It is preferable to contain in the range.

また、必要によりB、CaO、SrO、ZrO、SnO及びTiOの群から選ばれる少なくとも一種をその合量で18質量%以下、特に13質量%以下の量で含有していることが望ましい。これら任意成分のうち、Bは、ガラスの軟化点を低下させる性質を有しており、焼結体を製造するための原料粉末中に存在させることにより、原料粉末中のセラミック粉末の添加量を増大させ、焼結体の熱伝導率や抗折強度の調整するための成分である。また、任意成分であるCaO、SrOは、Bと同様にガラスの軟化点挙動を制御する性質を有していると同時に、セルジアン結晶と同様に異方性結晶として析出させることが可能なアノーサイト結晶相やスラウソナイト結晶相の構成成分として存在し、或いは他の結晶相をガラス中から析出させるための成分であり、抗折強度の向上や誘電率の制御に寄与するものである。また、任意成分であるZrO、SnO及びTiOは、ガラスの結晶化剤として働き、結晶化度の向上により、抗折強度や熱伝導率の制御に寄与する成分である。 If necessary, it contains at least one selected from the group of B 2 O 3 , CaO, SrO, ZrO 2 , SnO 2 and TiO 2 in a total amount of 18% by mass or less, particularly 13% by mass or less. It is desirable. Among these optional components, B 2 O 3 has a property of lowering the softening point of glass, and by being present in the raw material powder for producing a sintered body, the ceramic powder in the raw material powder It is a component for increasing the addition amount and adjusting the thermal conductivity and bending strength of the sintered body. In addition, optional components CaO and SrO have the property of controlling the softening point behavior of glass like B 2 O 3 and at the same time can be precipitated as anisotropic crystals like Serdian crystals. It is a component for precipitating other anorthite crystal phases and slausonite crystal phases, or for precipitating other crystal phases from the glass, and contributes to improvement of bending strength and control of dielectric constant. Further, optional components ZrO 2 , SnO 2 and TiO 2 are components that act as glass crystallization agents and contribute to the control of bending strength and thermal conductivity by improving the crystallinity.

かくして上述した焼結体からなる絶縁基板X(絶縁層3)は、抗折強度が400MPa以上と極めて高強度であり、しかも、熱伝導率も3.5W/mK以上と極めて高い。また、その誘電率は、従来のアルミナ質セラミックの誘電率よりも低く、9以下に調整されていることが好適である。 Thus a sintered body described above insulating substrate X (insulating layer 3), flexural strength is extremely high strength and the 400 MPa or more, yet, thermal conductivity 3.5 W / mK or more on a pole Me Is expensive. The dielectric constant is preferably lower than the dielectric constant of conventional alumina ceramics and adjusted to 9 or less.

さらに、環境への影響、耐薬品性、耐水性、薄膜配線導体層との接着強度の向上等の点で、上記焼結体中のアルカリ金属酸化物(AO)およびPbOの含有量が、それぞれ、0.1質量%以下、特に0.01質量%以下に抑制されていることが望ましい。 Furthermore, the content of alkali metal oxides (A 2 O) and PbO in the sintered body in terms of impact on the environment, chemical resistance, water resistance, improvement in adhesion strength with the thin-film wiring conductor layer, etc. These are preferably suppressed to 0.1% by mass or less, particularly 0.01% by mass or less.

また、本発明においては、絶縁基板X(絶縁層3)の開気孔だけでなく閉気孔も低減することが可能であり、例えば、焼成後に絶縁基板X表面の研磨加工を行うことにより、研磨面の表面粗さRa(JIS B0601)を0.1μm以下、特に0.07μm以下、最適には0.05μm以下とし、研磨面に存在する気孔の面積率を10%以下、特に8%以下、最適には5%以下とすることが好ましく、このような研磨面上に薄膜配線導体層1(下層1a)を形成することにより、該層1の微細化、低抵抗化、接着強度の向上などを一層効果的に実現することができる。   In the present invention, not only the open pores of the insulating substrate X (insulating layer 3) but also the closed pores can be reduced. For example, by polishing the surface of the insulating substrate X after firing, the polishing surface The surface roughness Ra (JIS B0601) is 0.1 μm or less, particularly 0.07 μm or less, optimally 0.05 μm or less, and the area ratio of pores existing on the polished surface is 10% or less, particularly 8% or less, optimal. Is preferably 5% or less. By forming the thin-film wiring conductor layer 1 (lower layer 1a) on such a polished surface, the layer 1 can be miniaturized, reduced in resistance, improved in adhesive strength, and the like. It can be realized more effectively.

一方、絶縁基板X表面の研磨工程を省いて生産性を高め(即ち、研磨を行わず、焼肌面上に直接薄膜配線導体層1を形成する)、工程を簡略化するためには、絶縁基板Xの焼肌面での表面粗さ(Ra)が1.0μm以下、特に0.7μm以下であることが望ましい。   On the other hand, in order to simplify the process by improving the productivity by omitting the polishing process of the surface of the insulating substrate X (that is, forming the thin film wiring conductor layer 1 directly on the burned surface without polishing) It is desirable that the surface roughness (Ra) of the substrate X on the skin surface is 1.0 μm or less, particularly 0.7 μm or less.

本発明において、多層配線層Yにおける薄膜配線導体層1は、信号伝播速度の高速化の観点から、Cu、Ag、Au、Alの群から選ばれる少なくとも1種の低抵抗金属を含む低抵抗導体層であることが必要であるが、それ以外の導体成分としてTi、W、Mo、Cr、Ni、Ta、Snの群から選ばれる少なくとも1種の金属層が、上記の低抵抗導体層に積層された構造からなることが望ましい。   In the present invention, the thin-film wiring conductor layer 1 in the multilayer wiring layer Y is a low-resistance conductor containing at least one low-resistance metal selected from the group consisting of Cu, Ag, Au, and Al from the viewpoint of increasing the signal propagation speed. Although it is necessary to be a layer, at least one metal layer selected from the group consisting of Ti, W, Mo, Cr, Ni, Ta, and Sn is laminated on the low-resistance conductor layer as other conductor components. It is desirable to have a structured.

特に、薄膜配線導体層1のうち、絶縁基板Xの表面に直接形成される下層1aは、絶縁基板Xとの接着強度を高めるために0.1〜3μm、特に0.3〜1.5μmの厚みのWもしくはMoを含有する金属層を介して、Cu等からなる低抵抗導体層が絶縁基板X表面に形成された構造となっていることが好ましい。かかる金属層は、Wおよび/またはMoを50重量%以上、特に70重量%以上含有することが望ましく、特にTiとの合金層からなることが望ましい。また、絶縁基板X表面との接着強度をさらに高めるためには、絶縁基板Xの表面に、厚さが0.05〜0.5μmのTi層を設け、このTi層上に、上記W,Mo含有の金属層を介して、Cu等の低抵抗導体層が1〜10μmの厚みで形成され、全体厚みが1.5〜15μmの範囲となっていることが望ましい。また、絶縁膜2との密着性を高める上で、絶縁膜と接触する表面にCr層を形成することもできる。   In particular, the lower layer 1a directly formed on the surface of the insulating substrate X in the thin film wiring conductor layer 1 has a thickness of 0.1 to 3 μm, particularly 0.3 to 1.5 μm, in order to increase the adhesive strength with the insulating substrate X. It is preferable that a low resistance conductor layer made of Cu or the like is formed on the surface of the insulating substrate X through a metal layer containing W or Mo having a thickness. Such a metal layer preferably contains 50% by weight or more, particularly 70% by weight or more of W and / or Mo, and is particularly preferably made of an alloy layer with Ti. In order to further increase the adhesive strength with the surface of the insulating substrate X, a Ti layer having a thickness of 0.05 to 0.5 μm is provided on the surface of the insulating substrate X, and the W, Mo is formed on the Ti layer. It is desirable that a low resistance conductor layer such as Cu is formed with a thickness of 1 to 10 μm through the contained metal layer, and the total thickness is in a range of 1.5 to 15 μm. Moreover, in order to improve the adhesiveness with the insulating film 2, a Cr layer can be formed on the surface in contact with the insulating film.

さらに薄膜配線導体層1のうち、中間層1b及び表面層1cは、Cu等の低抵抗導体層が1〜10μmの厚みを有し、この低抵抗導体層に上記の金属層が積層された構造を有するが、特に、低抵抗導体層と絶縁膜2との間にCr層を介在させることによって絶縁膜との接着力を高めることができる。このような中間層1b及び表面層1cの全厚みは1.5〜15μmが適当である。   Further, in the thin film wiring conductor layer 1, the intermediate layer 1b and the surface layer 1c have a structure in which a low resistance conductor layer such as Cu has a thickness of 1 to 10 μm, and the above metal layer is laminated on the low resistance conductor layer. However, by interposing a Cr layer between the low-resistance conductor layer and the insulating film 2, it is possible to increase the adhesive force with the insulating film. The total thickness of the intermediate layer 1b and the surface layer 1c is suitably 1.5 to 15 μm.

尚、多層配線層Yにおける絶縁膜2としては、ポリイミド系、エポキシ系の有機高分子材料などが用いることができるが、とりわけ、誘電率が低く、誘電損失が低い点でポリイミド系有機高分子材料を用いることが望ましい。なお、この絶縁膜2の厚みは、それぞれ、5〜100μm、特に10〜50μmであることが望ましい。   As the insulating film 2 in the multilayer wiring layer Y, a polyimide-based or epoxy-based organic polymer material can be used. In particular, a polyimide-based organic polymer material is low in terms of low dielectric constant and low dielectric loss. It is desirable to use The thickness of the insulating film 2 is preferably 5 to 100 μm, particularly 10 to 50 μm.

(配線基板の製造方法)
上述したパッケージAなどに使用される本発明の配線基板は、以下の工程(A)〜(D)により製造される。
(Method for manufacturing a wiring board)
The wiring board of the present invention used for the package A described above is manufactured by the following steps (A) to (D).

工程(A):
まず、700〜1000℃の熱処理において揮発せず残留する成分を、酸化物換算での組成比が前述した絶縁層3の焼結体の組成と合致するように各種酸化物粉末等の混合粉末を調製する。即ち、この混合粉末は、酸化物換算で、
SiO:5〜36質量%、特に8〜31質量%、
Al:11〜65質量%、特に13〜32質量%、
MgO:2〜22質量%、特に3〜18質量%、
BaO:5〜36質量%、特に8〜36質量%、
RE(特にY):0.5〜18質量%、特に1.5〜13質量%、
組成を有しており、さらに含有させる結晶相の種類や目的とする物性制御などに応じてB、CaO、SrO、ZrO、SnO及びTiOの群から選ばれる少なくとも一種をその合量で20質量%以下、特に13質量%以下の量で含有していることが望ましい。この混合粉末と有機バインダーおよび溶媒とを混合してスラリー、即ちシート成形用スラリーを作製する。
Step (A):
First, mixed powders such as various oxide powders are used so that the components that do not volatilize in the heat treatment at 700 to 1000 ° C. and the composition ratio in terms of oxide match the composition of the sintered body of the insulating layer 3 described above. Prepare. That is, this mixed powder is converted into oxide,
SiO 2 : 5 to 36% by mass, particularly 8 to 31% by mass,
Al 2 O 3 : 11 to 65% by mass, in particular 13 to 32% by mass,
MgO: 2 to 22% by mass, particularly 3 to 18% by mass,
BaO: 5-36% by mass, in particular 8-36% by mass,
RE 2 O 3 (in particular Y 2 O 3): 0.5~18% by weight, in particular 1.5 to 13% by weight,
Has a composition of at least selected depending on the physical properties control the type and purpose of the crystal phase to be free Yes B 2 O 3, CaO, SrO , from ZrO 2, SnO 2 and the group of TiO 2 to further It is desirable to contain one kind in a total amount of 20% by mass or less, particularly 13% by mass or less. This mixed powder is mixed with an organic binder and a solvent to prepare a slurry, that is, a sheet forming slurry.

上記混合粉末は、上記のような組成を有している限り、特に制限されるものではないが、構成成分として、SiO、Al、MgO、BaO及びREを含み、ZnOを含まない珪酸系ガラス粉末5060質量%と、アルミナ粉末35〜50質量%と、フォルステライト、エンスタタイト、ムライト、ジルコニア、窒化アルミニウム及び窒化珪素からなる群より選択された少なくとも1種のセラミック粉末質量%とを混合して、上記のような組成に調整されたものであることが望ましい。即ち、ガラス粉末とセラミック粉末との混合粉末を使用することにより、ガラスの軟化流動によりフィラーの最配列が効率よく行われ、より低温で、より短時間での焼成により、気孔の少ない緻密な燒結体を得ることができる。なお、焼結を均一に行うために、上記珪酸系ガラス粉末およびセラミック粉末の体積基準での平均粒径(D50)は、0.5〜10μm、特に0.8〜7μm、さらには1〜5μmの範囲内であることが好ましい。 The above mixed powder as long as it has a composition as described above, is not particularly limited, as a component, S iO 2, Al 2 O 3, MgO, BaO and RE 2 O 3 containing seen, silicate-based glass powder 50-60% by weight free of ZnO, alumina powder 35 to 50 wt% and, forsterite, enstatite, mullite, zirconia, at least selected from the group consisting of aluminum nitride and silicon nitride 1 It is desirable that the ceramic powder is mixed with 0 to 5 % by mass of the seed and adjusted to the above composition. That is, by using a mixed powder of glass powder and ceramic powder, the filler can be efficiently aligned by the softening flow of the glass, and by sintering at a lower temperature and in a shorter time, dense sintering with fewer pores can be achieved. You can get a body. Incidentally, in order to perform the sintering uniformly, the average particle size based on the volume of the silicate based glass powder and ceramic powder (D 50) is, 0.5 to 10 [mu] m, in particular 0.8~7Myuemu, more 1 It is preferable to be in the range of 5 μm.

例えば、珪酸系ガラス粉末の量が上記範囲よりも少量であると、1000℃以下の低温で焼結体を緻密化することができなくなり、逆に上記範囲よりも多量に使用すると、焼成時に焼結体がガラスの流動により原形を保てなくなる。   For example, if the amount of the silicate glass powder is less than the above range, the sintered body cannot be densified at a low temperature of 1000 ° C. or lower. The aggregate cannot maintain its original shape due to the flow of glass.

また、上記珪酸系ガラス粉末中には、SiO、Al、MgO、BaO及びREを構成成分として含有するが、これら構成成分のうち、SiOは、ガラス形成酸化物であり、この成分がないとガラスとならず、また、SiO、Al、MgO及びBaOは、セルジアン結晶相、フォルステライト結晶をガラスから析出させるために必要な成分である。さらに、RE(特にY)は、焼成後に上記結晶相を析出した後の残留ガラス中に存在させることにより、残留ガラス相のヤング率を向上させる性質を有しており、焼結体の抗折強度を向上させるために効果的な成分である。 Further, the silicate glass powder contains SiO 2 , Al 2 O 3 , MgO, BaO, and RE 2 O 3 as constituent components. Of these constituent components, SiO 2 is a glass-forming oxide. In the absence of this component, the glass is not formed, and SiO 2 , Al 2 O 3 , MgO and BaO are components necessary for precipitating the Serdian crystal phase and forsterite crystal from the glass. Furthermore, RE 2 O 3 (particularly Y 2 O 3 ) has the property of improving the Young's modulus of the residual glass phase by being present in the residual glass after the crystal phase is precipitated after firing, It is an effective component for improving the bending strength of the sintered body.

したがって、混合粉末の調製に用いる上記珪酸系ガラス粉末は、その組成として、各構成成分を、
SiO:10〜40重量%、特に15〜35質量%、
Al:1〜30質量%、特に3〜25質量%、
MgO:3〜25質量%、特に5〜20質量%、
BaO:10〜40重量%、特に15〜37質量%、
RE(特にY):1〜20質量%、特に3〜15質量%、
満足するように含有し、さらに任意成分として、B、CaO、SrO、ZrO、SnO、TiOの群から選ばれる少なくとも一種を、前述した焼結体組成を満足するように、例えば、その合量で20質量%以下、特に15質量%以下の範囲で含有することが望ましい。即ち、緻密な焼結体を得るために最適な軟化特性を得ると同時に、六方晶セルジアン結晶相やフォルステライト結晶相等を効果的に析出せしめるためには、珪酸系ガラス粉末の各成分の含有量が上記のような範囲内にあることが効果的である。珪酸ガラス粉末の組成が、上記範囲から逸脱すると、1000℃以下の焼成温度にて、望ましい磁器特性を有する焼結体を得ることが困難となるおそれがある。
Therefore, the silicate glass powder used for the preparation of the mixed powder has each component as its composition,
SiO 2: 10 to 40 wt%, in particular 15 to 35 wt%,
Al 2 O 3 : 1 to 30% by mass, particularly 3 to 25% by mass,
MgO: 3 to 25% by mass, particularly 5 to 20% by mass,
BaO: 10 to 40% by weight, in particular 15 to 37% by weight,
RE 2 O 3 (in particular Y 2 O 3): 1~20 wt%, particularly 3 to 15 wt%,
Contained so as to satisfy, it is as an optional component in al, B 2 O 3, CaO, SrO, at least one selected from ZrO 2, SnO 2, TiO 2 group, satisfies the sintered body composition described above Thus, for example, the total content is preferably 20% by mass or less, particularly preferably 15% by mass or less. That is, in order to obtain optimum softening characteristics for obtaining a dense sintered body and at the same time to effectively precipitate hexagonal serdian crystal phase, forsterite crystal phase, etc., the content of each component of silicate glass powder Is effectively within the above range. If the composition of the silicate glass powder deviates from the above range, it may be difficult to obtain a sintered body having desirable ceramic characteristics at a firing temperature of 1000 ° C. or lower.

また、既に述べたように、上記ガラス中の任意成分のうち、Bは、ガラスの軟化点を低下させ、混合粉末中に存在させることにより、セラミック粉末の添加量を増大させ、焼結体の熱伝導率や抗折強度の調整するための成分である。一方、CaO、SrOは、ガラスの軟化点挙動を制御すると同時に、異方性結晶として析出させ得るアノーサイト結晶相やスラウソナイト結晶相の構成成分として存在し、さらに、他の結晶相をガラス中から析出させる性質を有しているため、抗折強度の向上や誘電率の制御に有用である。ZrO、SnO及びTiOは、ガラスの結晶化剤として働き、結晶化度の向上により、抗折強度や熱伝導率の制御に寄与する。 Further, as described above, among the optional components in the glass, B 2 O 3 lowers the softening point of the glass and makes it present in the mixed powder, thereby increasing the amount of ceramic powder added and firing. It is a component for adjusting the thermal conductivity and bending strength of the bonded body. On the other hand, CaO and SrO control the softening point behavior of glass, and at the same time, exist as constituent components of anorthite crystal phase and slausonite crystal phase that can be precipitated as anisotropic crystals. Since it has the property of being deposited, it is useful for improving the bending strength and controlling the dielectric constant. ZrO 2 , SnO 2 and TiO 2 function as a glass crystallization agent, and contribute to the control of the bending strength and the thermal conductivity by improving the crystallinity.

一方、上記珪酸系ガラス粉末と混合するセラミック粉末は、焼結体の抗折強度を向上させる効果を有しており、既に述べたように、セラミック粉末のうち、アルミナは、抗折強度向上効果が最も大きく、さらに熱伝導率向上効果も有しているばかりか、ガラス粉末との濡れ性にも非常に優れており、焼結体の開気孔率や研磨面での気孔の面積率の低下のためにも有用である。また、セラミック粉末中、窒化アルミニウムや窒化珪素は、熱伝導率を向上させる効果もある。   On the other hand, the ceramic powder mixed with the silicate glass powder has an effect of improving the bending strength of the sintered body, and as described above, among the ceramic powders, alumina has an effect of improving the bending strength. In addition to having the greatest effect of improving thermal conductivity, it also has excellent wettability with glass powder, reducing the open porosity of the sintered body and the area ratio of the pores on the polished surface. Also useful for. In the ceramic powder, aluminum nitride or silicon nitride also has an effect of improving the thermal conductivity.

上記のセラミック粉末は、これを多量に使用すると、1000℃以下の低温で焼結体を緻密化することが困難となり、また、少量であると、焼成時におけるガラスの流動により、焼結体が原形を保てなくなる。従って、このセラミック粉末は、10〜60質量%、特に20〜50質量%の量で使用される。   When a large amount of the ceramic powder is used, it becomes difficult to densify the sintered body at a low temperature of 1000 ° C. or lower. The original form cannot be maintained. The ceramic powder is therefore used in an amount of 10 to 60% by weight, in particular 20 to 50% by weight.

また、本発明においては、セルジアン結晶を粉末として使用して焼結体中に含有させることもできるが、より緻密な焼結体が得られ易く、且つ高いアスペクト比のセルジアン結晶が得られ易くなるという点で、セルジアン結晶は、前記の珪酸系ガラスから析出させることが好適である。即ち、珪酸系ガラスからセルジアン結晶を析出させるほうが、開気孔率及び研磨面での気孔面積率を低くし、且つ抗折強度をより高くする上で有利である。また、より緻密な焼結体を得るという点で、フォルステライト結晶相及びガーナイト結晶相から選択される少なくとも1種を、前記ガラス中から析出させることが望ましい。   Further, in the present invention, Serdian crystals can be used as powder and contained in the sintered body, but a denser sintered body can be easily obtained and a Serbian crystal having a high aspect ratio can be easily obtained. In this respect, it is preferable that the Serdian crystal is precipitated from the silicate glass. That is, it is advantageous to precipitate the Serdian crystal from the silicate glass in order to lower the open porosity and the pore area ratio on the polished surface and to increase the bending strength. Moreover, it is desirable to deposit at least one selected from the forsterite crystal phase and the garnite crystal phase from the glass in terms of obtaining a denser sintered body.

また、珪酸系ガラス粉末の使用量が確保される限り、上記以外のセラミック粉末、例えばSiO、SrMgSi、BaMgSi、CaZrO、CaMgSi、ZnO、ZrO、ZnSiOなどを、用途に応じて前記混合粉末中に添加して使用することもできる。 Further, as long as the amount of the silicate-based glass powder is ensured, ceramic powder other than the above, for example SiO 2, Sr 2 MgSi 2 O 7, Ba 2 MgSi 2 O 7, CaZrO 2, CaMgSi 2 O 6, ZnO, ZrO 2 , Zn 2 SiO 4 or the like may be used by adding to the mixed powder according to the application.

上記の混合粉末を、それ自体公知の有機バインダー(例えばポリビニルアルコールなど)および溶媒(例えばイソプロピルアルコールなど)と混合して適度な粘度の成形用のスラリーが調製される。   The above mixed powder is mixed with a known organic binder (for example, polyvinyl alcohol) and a solvent (for example, isopropyl alcohol) to prepare a slurry for molding having an appropriate viscosity.

工程(B):
次いで、上記の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。グリーンシートへの成形は、例えば、金型プレス、冷間静水圧プレス、射出成形、押出し成形、ドクターブレード法、カレンダーロール法、圧延法等により、行うことができ、目的とする絶縁基板X(絶縁層3)に合わせたシート形状に成形される。特にグリーンシートの作製には、ドクターブレード法が好適である。
Step (B):
Next, the slurry is formed into a sheet shape to produce a green sheet. The green sheet can be formed by, for example, a die press, cold isostatic pressing, injection molding, extrusion molding, doctor blade method, calendar roll method, rolling method, etc. It is formed into a sheet shape adapted to the insulating layer 3). In particular, a doctor blade method is suitable for producing a green sheet.

工程(C):
上記のグリーンシートを、絶縁基板Xを構成する絶縁層3の数に合わせて積層圧着し、脱バインダーに引き続いて、700〜1000℃にて焼成を行う。
Step (C):
The green sheet is laminated and pressure-bonded in accordance with the number of insulating layers 3 constituting the insulating substrate X, and is baked at 700 to 1000 ° C. following debinding.

脱バインダーに先立っては、上記グリーンシートに、ビアホール導体8を形成するための貫通穴をパンチングやレーザー加工法などにより形成し、その貫通穴内に、Cu、Ag、Auの群から選ばれる少なくとも一種以上を主成分として含有する導体ペーストを充填する。また、この導体ペーストをスクリーン印刷法やグラビア印刷法等によって、メタライズパッド7のパターンを形成する。また、絶縁基板Xの内部に位置する絶縁層3に相当するグリーンシートについては、その表面に、上記導体ペーストを用いて、上記と同様にして、内部配線層6に対応するパターンを形成しておく。   Prior to debinding, a through-hole for forming the via-hole conductor 8 is formed in the green sheet by punching or laser processing, and at least one selected from the group of Cu, Ag, and Au is formed in the through-hole. A conductor paste containing the above as a main component is filled. Further, the pattern of the metallized pad 7 is formed by using this conductor paste by a screen printing method or a gravure printing method. Further, for the green sheet corresponding to the insulating layer 3 located inside the insulating substrate X, a pattern corresponding to the internal wiring layer 6 is formed on the surface in the same manner as described above using the conductive paste. deep.

なお、メタライズパッド7や内部配線層6に対応する導体パターンの作製は、上記印刷法に限定されるものではなく、金属箔のエッチング等により形成された配線パターンを表面に備えた転写フィルムを前記グリーンシート表面に転写することによって形成することもできる。   The production of the conductor pattern corresponding to the metallized pad 7 and the internal wiring layer 6 is not limited to the printing method described above, and a transfer film provided on the surface with a wiring pattern formed by etching a metal foil or the like is used. It can also be formed by transferring to the green sheet surface.

脱バインダーは、成形のために配合したバインダー成分を除去するものであり、導体材料としてAg、Auが使用されている場合には、大気雰囲気中で500℃前後に加熱することにより行われ、導体材料としてCuが使用されている場合には、酸化を避けるため、水蒸気を含有する窒素雰囲気中で700℃前後に加熱することにより行われる。   The binder removal removes the binder component blended for molding. When Ag or Au is used as the conductor material, the binder removal is performed by heating to around 500 ° C. in an air atmosphere. When Cu is used as a material, in order to avoid oxidation, it is performed by heating to around 700 ° C. in a nitrogen atmosphere containing water vapor.

脱バインダーに引き続いて行われる焼成は、酸化性雰囲気または非酸化性雰囲気中で700〜1000℃の温度で、0.2時間〜10時間、特に0.5〜5時間焼成を行うことにより、開気孔率が0.3%以下、特に0.2%以下で、後述する研磨面での気孔面積率が10%以下、特に8%以下、最適には5%以下の緻密な焼結体からなる絶縁基板Xが得られる。また、その焼肌面の表面粗さ(Ra)は、1.0μm以下、特に0.7μm以下となる。例えば、焼成温度が700℃より低い温度で焼成が行われたり、焼成時間が0.2時間より短いと、焼結体を緻密化することができず、開気孔率が0.3%を超えてしまうおそれがあり、逆に焼成温度が1000℃を越えるか、焼成時間が10時間より長いと、焼結体中のボイドが再度多くなってしまう。   The firing performed after the binder removal is performed by firing at a temperature of 700 to 1000 ° C. in an oxidizing atmosphere or a non-oxidizing atmosphere for 0.2 hours to 10 hours, particularly 0.5 to 5 hours. It consists of a dense sintered body having a porosity of 0.3% or less, particularly 0.2% or less, and a pore area ratio on a polished surface to be described later of 10% or less, particularly 8% or less, and optimally 5% or less. An insulating substrate X is obtained. Further, the surface roughness (Ra) of the burned skin surface is 1.0 μm or less, particularly 0.7 μm or less. For example, if the firing temperature is lower than 700 ° C. or the firing time is shorter than 0.2 hours, the sintered body cannot be densified and the open porosity exceeds 0.3%. Conversely, if the firing temperature exceeds 1000 ° C. or the firing time is longer than 10 hours, the number of voids in the sintered body will increase again.

なお、導体材料としてCuが使用されている場合には、酸化を防止するため、窒素、窒素/水蒸気混合、窒素/水素混合雰囲気などの非酸化性雰囲気中で焼成が行われる。   When Cu is used as the conductor material, firing is performed in a non-oxidizing atmosphere such as nitrogen, a nitrogen / water vapor mixture, or a nitrogen / hydrogen mixed atmosphere in order to prevent oxidation.

工程(D):
上記で得られた絶縁基板Xの表面に、薄膜形成法により、薄膜配線導体層1を備えた多層配線層Yを形成する。
Step (D):
A multilayer wiring layer Y including the thin film wiring conductor layer 1 is formed on the surface of the insulating substrate X obtained above by a thin film forming method.

尚、この薄膜形成法を利用した多層配線層Yに先立っては、必要により、この層を形成すべき絶縁基板Xの表面を研磨し、その表面粗さ(Ra)を0.1μm以下、特に0.07μm以下、最も好適には0.05μm以下とし、その研磨面に存在する気孔の面積率を10%以下、特に8%以下、最適には5%以下とし、その平滑性を高めておくのがよい。ただし、この研磨工程を省略し、絶縁基板Xの焼肌面に多層配線層Yを直接形成することも可能である。   Prior to the multilayer wiring layer Y using this thin film formation method, if necessary, the surface of the insulating substrate X on which this layer is to be formed is polished and its surface roughness (Ra) is 0.1 μm or less, especially 0.07 μm or less, most preferably 0.05 μm or less, and the area ratio of pores present on the polished surface is 10% or less, particularly 8% or less, and optimally 5% or less, to improve the smoothness. It is good. However, this polishing step can be omitted, and the multilayer wiring layer Y can be directly formed on the surface of the insulating substrate X.

薄膜形成法を利用した多層配線層Yの形成は、以下のようにして行われる。   Formation of the multilayer wiring layer Y using the thin film forming method is performed as follows.

(1)絶縁基板Xの上面の全面に、スパッタリング法、イオンプレーティング法、真空蒸着法等の薄膜形成法を利用して、薄膜配線導体層1cを形成する。
例えば、蒸着源を適宜代え、絶縁基板Xの表面に、厚さが0.05〜0.5μmのTi膜を形成し、その上に、Wおよび/またはMoを含有し、厚みが0.1〜3μmの金属膜(例えばW−Ti膜、Mo−Ti膜)を形成し、さらにその上に、1〜10μmの厚みのCu,Ag,Au或いはAl膜を形成し、全体厚みが1.5〜15μmの積層金属膜を形成する。この積層金属膜上には、さらに、Cr膜を形成してもよい。
(1) The thin film wiring conductor layer 1c is formed on the entire upper surface of the insulating substrate X by using a thin film forming method such as sputtering, ion plating, or vacuum deposition.
For example, the deposition source is appropriately changed, a Ti film having a thickness of 0.05 to 0.5 μm is formed on the surface of the insulating substrate X, W and / or Mo is contained on the Ti film, and the thickness is 0.1. A metal film (for example, W-Ti film, Mo-Ti film) having a thickness of ˜3 μm is formed, and a Cu, Ag, Au or Al film having a thickness of 1 to 10 μm is further formed thereon, and the total thickness is 1.5. A laminated metal film of ˜15 μm is formed. A Cr film may be further formed on the laminated metal film.

次いで、上記の積層金属膜上に、感光性フォトレジストを一面に塗布する。そして周知のフォトリソグラフィー技術によりエッチングマスクを作成し、積層金属膜の一部を酸性エッチング液、あるいは反応ガス(CCl、BCl)を用いた反応性イオンドライエッチングにより、不要部を除去して所定パターンの薄膜配線導体層1a(下層)を得、エッチングマスクを剥離により除去する。 Next, a photosensitive photoresist is applied on the entire surface of the laminated metal film. Then, an etching mask is prepared by a well-known photolithography technique, and an unnecessary portion is removed by reactive ion dry etching using an acidic etchant or a reactive gas (CCl 4 , BCl 3 ) on a part of the laminated metal film. A thin film wiring conductor layer 1a (lower layer) having a predetermined pattern is obtained, and the etching mask is removed by peeling.

(2)次に、薄膜配線導体層1aの上に、ポリイミド系などの有機高分子絶縁材料からなる絶縁膜2を形成する。例えば、有機高分子材料のポリマー溶液を配線基板X上面にスピンコーティング法などによって均一に塗布し、有機高分子材料が硬化する温度に加熱する。 (2) Next, an insulating film 2 made of an organic polymer insulating material such as polyimide is formed on the thin-film wiring conductor layer 1a. For example, a polymer solution of an organic polymer material is uniformly applied to the upper surface of the wiring board X by a spin coating method or the like, and heated to a temperature at which the organic polymer material is cured.

(3)次に、上述の様な周知のフォトリソグラフィー技術を用いて上下の薄膜配線導体層を接続するための接続用スルーホールを形成する。 (3) Next, connection through holes for connecting the upper and lower thin film wiring conductor layers are formed by using the well-known photolithography technique as described above.

以上の(1)(2)(3)の工程を繰り返し実施することによって、所定の複数層の薄膜配線導体層1b、1c(中間層、表面層)および絶縁膜2を形成することができ、これによって本発明の配線基板を備えたパッケージAを作製することができる。尚、薄膜配線導体層1b、1cに際しては、金属源を適宜代えて、先に述べた積層構成の配線導体層とすればよい。   By repeatedly performing the above steps (1), (2), and (3), a plurality of predetermined thin film wiring conductor layers 1b, 1c (intermediate layer, surface layer) and insulating film 2 can be formed. As a result, a package A including the wiring board of the present invention can be manufactured. In addition, the thin film wiring conductor layers 1b and 1c may be replaced with the metal source as appropriate, and the wiring conductor layer having the above-described laminated structure may be used.

なお、このパッケージAには、適宜外部回路基板Bと電気的に接続するための接続端子9を取り付け、また、シリコンなどの半導体素子4を、上面の薄膜配線導体層1c(表面層)に、半導体素子4の電極端子が接続されるように位置合わせし、周知のフリップチップ接続法により半田などによって実装される。   In addition, a connection terminal 9 for electrically connecting to the external circuit board B is appropriately attached to the package A, and a semiconductor element 4 such as silicon is attached to the thin film wiring conductor layer 1c (surface layer) on the upper surface. Positioning is performed so that the electrode terminals of the semiconductor element 4 are connected, and mounting is performed by solder or the like by a known flip-chip connection method.

以下のようにして評価用の多層配線基板を作製した。
まず、表1に示した組成のガラス粉末A〜E(平均粒径は2μm)を準備した。
A multilayer wiring board for evaluation was produced as follows.
First, glass powders A to E having the compositions shown in Table 1 (average particle size is 2 μm) were prepared.

Figure 0004422453
Figure 0004422453

上記ガラス粉末に対して、表2に示すセラミック粉末を混合し、メタクリル酸系の有機バインダー及び溶媒としてトルエンを加えてスラリーを調製し、このスラリーを用いてドクターブレード法によって成形体を作製し、この成形体を大気中、500℃、2時間の熱処理により脱バインダー処理した後、大気雰囲気中で表1の条件で焼成して絶縁基板用の焼結体を作製した。得られた焼結体について、以下のようにして物性等の測定を行い、結果を表2に示した。   Ceramic powder shown in Table 2 is mixed with the glass powder, and a slurry is prepared by adding toluene as a methacrylic acid-based organic binder and a solvent, and a molded body is prepared by a doctor blade method using this slurry. This molded body was debindered by heat treatment at 500 ° C. for 2 hours in the air, and then fired in the air atmosphere under the conditions shown in Table 1 to produce a sintered body for an insulating substrate. About the obtained sintered compact, physical properties etc. were measured as follows, and the results are shown in Table 2.

(開気孔率)
アルキメデス法により開気孔率を測定した。
(熱伝導率)
焼結体をφ10mm、厚さ1.5mmに加工し、レーザフラッシュ法により、熱伝導率を測定した。
(抗折強度)
焼結体を3mm×4mm×50mmに加工し、JIS R1601に準拠してオートグラフを用いて3点曲げ強度を測定した。
(表面粗さ及び気孔の面積率)
焼結体の焼き肌表面の表面粗さRa(JIS B0601)を表面粗さ計を用いて測定した。
さらに、焼結体を研磨し、#2000番の砥石を用いて仕上げた研磨面に関して、表面粗さRaを表面粗さ計を用いて上記と同様に測定し、また、研磨面のボイド率(気孔面積率)を金属顕微鏡写真からルーゼックス解析を行うことにより求めた。
(Open porosity)
The open porosity was measured by Archimedes method.
(Thermal conductivity)
The sintered body was processed to have a diameter of 10 mm and a thickness of 1.5 mm, and the thermal conductivity was measured by a laser flash method.
(Folding strength)
The sintered body was processed to 3 mm × 4 mm × 50 mm, and the three-point bending strength was measured using an autograph in accordance with JIS R1601.
(Surface roughness and pore area ratio)
The surface roughness Ra (JIS B0601) of the surface of the sintered body was measured using a surface roughness meter.
Further, for the polished surface finished by polishing the sintered body and using a # 2000 grindstone, the surface roughness Ra was measured in the same manner as described above using a surface roughness meter, and the void ratio ( The pore area ratio) was determined by performing a Luzex analysis from a metal micrograph.

(結晶相の同定)
焼結体中における結晶相をX線回折測定から同定し、ピーク強度の大きい順に表2に示した。
さらに焼結体を鏡面研磨し、走査型電子顕微鏡を用いて組織の写真を撮影し、針状晶であるセルジアン結晶相(BaAlSi)のアスペクト比を最大のものについて算出し、結果を表2に示した。
(Identification of crystal phase)
Crystal phases in the sintered body were identified from the X-ray diffraction measurement, and are shown in Table 2 in descending order of peak intensity.
Further, the sintered body is mirror-polished, a photograph of the structure is taken using a scanning electron microscope, and the aspect ratio of the Serdian crystal phase (BaAl 2 Si 2 O 8 ) that is a needle-like crystal is calculated for the maximum one, The results are shown in Table 2.

また、表2における各混合粉末を用いて、ドクターブレード法により厚み300μmのグリーンシートを作製し、このシートにビアホールを形成し、銅を主成分とするメタライズペーストをスクリーン印刷法に充填し、さらにメタライズパッドのパターンをスクリーン印刷で塗布した。   Moreover, using each mixed powder in Table 2, a green sheet having a thickness of 300 μm is prepared by a doctor blade method, via holes are formed in the sheet, and a metallized paste mainly composed of copper is filled in a screen printing method. A metallized pad pattern was applied by screen printing.

そして、メタライズペーストが塗布、充填されたグリーンシートをスルーホールの位置合わせを行いながら6枚積層し圧着した。この積層体を、大気中、500℃、2時間の条件で熱処理して脱バインダーを行った後、表2と同じ条件で焼成して配線基板を作製した。   Then, six green sheets coated and filled with metallized paste were stacked and pressure-bonded while aligning the through holes. The laminate was heat-treated in air at 500 ° C. for 2 hours to remove the binder, and then fired under the same conditions as in Table 2 to produce a wiring board.

また、上記配線基板の絶縁基板表面に、真空蒸着法によって、Ti層を0.2μmの厚さで形成した後、TiWからなる金属層を厚み10μmで形成した後、Cu層を3μmの厚みで形成した。なお、TiWの合金層中のW含有量は90重量%である。   Further, after forming a Ti layer with a thickness of 0.2 μm on the insulating substrate surface of the wiring substrate by a vacuum deposition method, a metal layer made of TiW is formed with a thickness of 10 μm, and then a Cu layer with a thickness of 3 μm. Formed. The W content in the TiW alloy layer is 90% by weight.

その後、この薄膜金属層に感光性フォトレジストを一面に塗布し、フォトリソグラフィー技術によりエッチングマスクを作成し、薄膜層の一部を酸性エッチング液により不要部の薄膜を除去して、大きさが1×1mmの評価用パッドを形成した。   Thereafter, a photosensitive photoresist is applied to the entire surface of the thin film metal layer, an etching mask is formed by photolithography technique, and an unnecessary portion of the thin film is removed from the thin film layer with an acidic etching solution. A 1 mm evaluation pad was formed.

そして、このパッドに対して、Cuからなるピンを半田付けして、−40℃と125℃の各温度に制御した恒温槽に配線基板を15分/15分の保持を1サイクルとして100サイクルの熱サイクルを施した後に、このピンを垂直に引き上げ、半田もしくは薄膜金属層が離れた時の強度を薄膜金属層の接着強度として評価し、その結果を表2に示した。なお、接着強度は22.5MPa以上を合格とした。   Then, a pin made of Cu is soldered to the pad, and 100 cycles of holding the wiring board in a constant temperature bath controlled at -40 ° C. and 125 ° C. for 15 minutes / 15 minutes. After the thermal cycle, this pin was pulled up vertically, and the strength when the solder or thin film metal layer was separated was evaluated as the adhesive strength of the thin film metal layer. The results are shown in Table 2. In addition, the adhesive strength set 22.5 MPa or more as the pass.

Figure 0004422453
Figure 0004422453

表2の結果から明らかなように、本発明に基づき、絶縁基板が、Si、Al、Mg、B、希土類元素RE及びOを構成元素として含有する焼結体からなり、該焼結体が、結晶相として六方晶セルジアン(BaAlSi)結晶相と、フォルステライト(2MgO・SiO)結晶相及びアルミナ結相とを含有し、開気孔率が0.3%以下、熱伝導率が3.5W/mK以上、抗折強度が400MPa以上、誘電率が9以下、表面粗さ(Ra)が1.0μm以下を示す良好な絶縁基板が得られ、その結果、熱サイクル後においても、薄膜配線層の接着強度が22.5MPa以上と高い接着強度が得られた。 As apparent from the results in Table 2, based on the present invention, it insulating substrate, S i, Al, Mg, B a, a sintered body containing as a constituent element of rare earth elements RE and O, the sintered body but a hexagonal Akirase Rujian (BaAl 2 Si 2 O 8) crystal phase as a crystal phase, forsterite (2MgO · SiO 2) containing a crystal phase及beauty alumina crystal phase, an open porosity of 0.3 %, A thermal conductivity of 3.5 W / mK or more, a bending strength of 400 MPa or more, a dielectric constant of 9 or less, and a good insulating substrate showing a surface roughness (Ra) of 1.0 μm or less are obtained, As a result, even after the thermal cycle, the adhesive strength of the thin film wiring layer was as high as 22.5 MPa or higher.

それに対して、ガラス粉末の量が90重量%よりも多い試料No.21では、焼結体が原形を保つことができず評価可能な試料を得ることができなかった。   On the other hand, the sample No. in which the amount of the glass powder is more than 90% by weight. In No. 21, the sintered body could not maintain its original shape, and an evaluable sample could not be obtained.

また、ガラス粉末の量が40重量%よりも少ない試料No.4では、緻密な焼結体を得ることができなかった。   In addition, sample No. in which the amount of glass powder is less than 40% by weight. In No. 4, a dense sintered body could not be obtained.

試料No.24〜27は、六方晶セルジアン結晶相を含まない場合であるが、いずれの試料も開気孔率が0.3%より大きく、熱伝導率が3.5W/mKより低く、かつ抗折強度が400MPaよりも低く、さらに表面粗さ(Ra)が1.0μm以上であり、接着強度も22.5MPaよりも低いものとなった。 Sample No. Nos. 24-27 are cases where the hexagonal serdian crystal phase is not included, but any sample has an open porosity of more than 0.3%, a thermal conductivity of less than 3.5 W / mK, and a bending strength. Is lower than 400 MPa, surface roughness (Ra) is 1.0 μm or more, and adhesive strength is also lower than 22.5 MPa.

さらに、ガラス粉末としてガラスD、Eを用いた試料No.25〜30では、いずれも開気孔率が0.3%よりも大きく、熱伝導率が3.5W/mKより低く、かつ抗折強度が400MPaよりも低いものであった。 Further, as the glass powder with glass D, E Sample No. In each of 25 to 30, the open porosity was larger than 0.3%, the thermal conductivity was lower than 3.5 W / mK, and the bending strength was lower than 400 MPa.

本発明の配線基板からなる半導体素子収納用パッケージの断面構造を、これに実装される半導体素子と共に示す図である。It is a figure which shows the cross-sectional structure of the package for a semiconductor element which consists of a wiring board of this invention with the semiconductor element mounted in this. 図1のパッケージの外部回路基板への実装構造を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the mounting structure to the external circuit board of the package of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

A・・パッケージ
B・・外部回路基板
X 絶縁基板
Y 多層配線層
1a,1b,1c;薄膜配線導体層
2;絶縁膜
3;絶縁層
4;半導体素子
5;電極端子
6;内部配線層
7;メタライズパッド
8;ビアホール導体
9;接続端子
A. Package B. External circuit board X Insulating board Y Multilayer wiring layers 1a, 1b, 1c; Thin-film wiring conductor layer 2; Insulating film 3; Insulating layer 4; Semiconductor element 5; Electrode terminal 6; Metallized pad 8; via hole conductor 9; connection terminal

Claims (7)

絶縁基板と、その表面に形成された薄膜配線導体層とを具備してなる配線基板において、
前記絶縁基板は、SiO 、Al 、MgO、BaO及びRE (REは希土類元素)を含み、ZnOを含まない珪酸系ガラス粉末50〜60質量%と、アルミナ粉末35〜50質量%と、フォルステライト、エンスタタイト、ムライト、ジルコニア、窒化アルミニウム及び窒化珪素の群から選ばれる少なくとも一種のセラミック粉末0〜5質量%とからなる混合粉末に、有機バインダーおよび溶媒を混合してなるグリーンシートを焼成することにより得られ、構成元素としてSi、Al、Mg、Ba、RE及びOを含有し、Znを含有せず、結晶相としてフォルステライト結晶相を含有するとともに、該フォルステライト結晶相よりもピーク強度の大きい結晶相として六方晶セルジアン結晶相及びアルミナ結晶相を含有し、ガーナイト結晶相及びスピネル結晶相を含有せず、0.3%以下の開気孔率を有する焼結体から形成されており
記薄膜配線導体層は、Cu、Ag、Au及びAlの群から選ばれる少なくとも1種の導体を含有していることを特徴とする配線基板。
In a wiring board comprising an insulating substrate and a thin-film wiring conductor layer formed on the surface thereof,
The insulating substrate contains SiO 2 , Al 2 O 3 , MgO, BaO, and RE 2 O 3 (RE is a rare earth element), 50 to 60% by mass of silicate glass powder not containing ZnO, and alumina powder 35 to 50 An organic binder and a solvent are mixed into a mixed powder composed of 0% by mass and at least one ceramic powder selected from the group consisting of forsterite, enstatite, mullite, zirconia, aluminum nitride and silicon nitride. It is obtained by firing a green sheet, contains Si, Al, Mg, Ba , RE and O as constituent elements , does not contain Zn, contains a forsterite crystal phase as a crystal phase , containing hexagonal celsian crystal phase and the alumina crystal phase as a large crystal phases of the peak intensity than stellite crystalline phase And, it does not contain gahnite crystal phase and the spinel crystal phase is formed of a sintered body having an open porosity of 0.3% or less,
Wiring board prior Symbol thin-film wiring conductor layer, Cu, Ag, characterized in that it contains at least one conductor selected from the group of Au and Al.
記焼結体は、前記各構成元素を、酸化物換算で、SiO:5〜36質量%、Al:11〜65質量%、MgO:2〜22質量%、BaO:5〜36質量%及びRE:0.5〜18質量%となる割合で含有し、B 、CaO、SrO、ZrO 、SnO 及びTiO からなる群から選ばれる少なくとも一種をその合量で18質量%以下の割合で含有している請求項1に記載の配線基板。 Before SL sintered body, the respective elements, in terms of oxide, S iO 2: 5 to 36 wt%, Al 2 O 3: 11~65 wt%, MgO: 2 to 22 wt%, BaO: 5 to 36% by weight and RE 2 O 3: 0.5~18 in a proportion at which the mass%, B 2 O 3, CaO , SrO, at least one selected from ZrO 2, SnO 2 and the group consisting of TiO 2 The wiring board according to claim 1, wherein the total content is 18% by mass or less . 前記RがYである請求項またはに記載の配線基板。 The circuit board according to claim 1 or 2, wherein R E 2 O 3 is is Y 2 O 3. 前記焼結体が、結晶相として、さらに、エンスタタイト、ムライト、ジルコニア、窒化アルミニウム及び窒化珪素の群から選ばれる少なくとも一種を含有している請求項1乃至のいずれかに記載の配線基板。 The sintered body is, as a crystal phase, further, et Nsutataito, mullite, zirconia, interconnect according to any one of the group of aluminum nitride beauty silicon nitride of at least one the of which claims 1 to 3 containing selected substrate. 前記珪酸系ガラス粉末は、SiO を10〜40質量%、Al を1〜30質量%、MgOを6〜25質量%、BaOを10〜40質量%及びRE を2〜20質量%含有し、ZnOを含有せず、さらにB 、CaO、SrO、ZrO 、SnO 及びTiO の群から選ばれる少なくとも一種をその合量で20質量%以下含有している請求項1乃至4のいずれかに記載の配線基板。 The silicate-based glass powder, 2 to the SiO 2 10 to 40 wt%, Al 2 O 3 1 to 30 wt%, the MgO 6 to 25 wt%, a BaO 10 to 40% by weight and the RE 2 O 3 Contains 20% by mass, does not contain ZnO, and further contains at least one selected from the group of B 2 O 3 , CaO, SrO, ZrO 2 , SnO 2 and TiO 2 in a total amount of 20% by mass or less . The wiring board according to claim 1. 前記絶縁基板が、熱伝導率が3.5W/mK以上で抗折強度が400MPa以上の焼結体からなる請求項1乃至のいずれかに記載の配線基板。 Wherein the insulating substrate is a wiring board according to any one of claims 1 to 5 thermal conductivity flexural strength of a sintered body above 400 MPa at 3.5 W / mK or more. 前記絶縁基板は複数の絶縁層から形成されており、該絶縁層間に、Cu、Ag、Au、Pd及びPtの群から選ばれる少なくとも1種を含有する内部配線層が形成されている請求項1乃至のいずれかに記載の配線基板。 2. The insulating substrate is formed of a plurality of insulating layers, and an internal wiring layer containing at least one selected from the group consisting of Cu, Ag, Au, Pd and Pt is formed between the insulating layers. The wiring board according to any one of 1 to 6 .
JP2003321916A 2003-09-12 2003-09-12 Wiring board Expired - Fee Related JP4422453B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003321916A JP4422453B2 (en) 2003-09-12 2003-09-12 Wiring board

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003321916A JP4422453B2 (en) 2003-09-12 2003-09-12 Wiring board

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005093546A JP2005093546A (en) 2005-04-07
JP4422453B2 true JP4422453B2 (en) 2010-02-24

Family

ID=34453445

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003321916A Expired - Fee Related JP4422453B2 (en) 2003-09-12 2003-09-12 Wiring board

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4422453B2 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4994052B2 (en) * 2006-03-28 2012-08-08 京セラ株式会社 Board and circuit board using the same
US8168555B2 (en) 2007-07-23 2012-05-01 Tdk Corporation Ceramic substrate, process for producing the same, and dielectric-porcelain composition
JP5559590B2 (en) * 2009-11-18 2014-07-23 日本碍子株式会社 Ceramic sintered body, method for producing the same, and ceramic structure
JP2011210828A (en) * 2010-03-29 2011-10-20 Tdk Corp Substrate for forming thin-film circuit, thin-film circuit component, and method of manufacturing the same
WO2013099944A1 (en) * 2011-12-27 2013-07-04 株式会社村田製作所 Multilayer ceramic substrate and electronic component using same
JP6912188B2 (en) * 2016-11-25 2021-08-04 京セラ株式会社 Ceramic porcelain, wiring boards and electronic components

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005093546A (en) 2005-04-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5665657B2 (en) Low-temperature fired ceramic sintered body, method for producing the same, and wiring board
JP3793560B2 (en) Low-temperature fired porcelain and manufacturing method thereof
JP5057644B2 (en) Glass ceramic composition and method for producing glass ceramic sintered body
JP5057620B2 (en) Low-temperature fired ceramic sintered body and wiring board
JP2007273914A (en) Wiring board and method of manufacturing same
JP2002111210A (en) Wiring board and its manufacturing method
JP4703212B2 (en) Wiring board and manufacturing method thereof
JP4081299B2 (en) Glass ceramic sintered body and wiring board
JP4422453B2 (en) Wiring board
JP4780995B2 (en) Glass ceramic sintered body and wiring board using the same
JPH1095686A (en) Copper-metalizing composition and glass ceramic wiring substrate using the same
JP4454105B2 (en) Manufacturing method of multilayer wiring board
JP2003238249A (en) Glass ceramics and wiring board
JP4557382B2 (en) Wiring board and manufacturing method thereof
JP4422452B2 (en) Wiring board
JP4762711B2 (en) Ceramic sintered body and wiring board
JP2001015878A (en) High-frequency wiring board and its manufacture
JP2003073162A (en) Glass ceramic and wiring board
JP2003040670A (en) High thermal expansion ceramic composition, high thermal expansion ceramic and its manufacturing method, and multilayer wiring substrate and its mounting structure
JP2002167265A (en) Porcelain composition baked at low temperature, porcelain baked at low temperature and wiring board using it
JP4575614B2 (en) Composite ceramic substrate
JP2000312057A (en) Wiring substrate and manufacture thereof
JP2002137960A (en) Low-temperature firing ceramics composition, low- temperature fired ceramics and wiring board using it
JP2003137657A (en) Glass ceramics and method of manufacturing the same and wiring board
JP2004119547A (en) Ceramic wiring board and its manufacturing method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060811

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090609

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090807

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20091117

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20091204

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121211

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4422453

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121211

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131211

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees