JP7001876B2

JP7001876B2 - 配線基板

Info

Publication number: JP7001876B2
Application number: JP2021567191A
Authority: JP
Inventors: 哲也山本; 孝友緒方; 陽彦伊藤
Original assignee: NGK Insulators Ltd; NGK Electronics Devices Inc
Current assignee: NGK Insulators Ltd; NGK Electronics Devices Inc
Priority date: 2019-12-26
Filing date: 2020-12-09
Publication date: 2022-01-20
Anticipated expiration: 2040-12-09
Also published as: CN114026968B; TWI753709B; CN114026968A; WO2021131693A1; JPWO2021131693A1; TW202133698A

Description

本発明は、配線基板に関し、特に、セラミックからなる絶縁体層と、絶縁体層上に設けられた導電層とを有する配線基板に関する。

特開昭５１－１０７３０６号公報（特許文献１）によれば、集積回路用パッケージまたは電子回路基板の、アルミナを含有するセラミック表面に形成された配線パターン（金属化面）に対して無電解金めっきを施す技術について検討がなされている。具体的には、セラミック表面に、ＷおよびＭｏを含有するメタライズペーストが塗布され、これが、例えば１５００℃で焼成される。これにより形成された金属化面には、短時間に厚い無電解金めっき層を形成することができる旨が主張されている。

国際公開第２０１８／１５５４３４号（特許文献２）によれば、配線基板が有する外部電極および配線導体の表面に、電気めっき法または無電解めっき法が施される。例えば、ニッケルめっき層と、金めっき層とが、順次形成される。

特開２０１５－８８６４２号公報（特許文献３）によれば、多層セラミック構造体上にシールリングが接合された構成が開示されている。多層セラミック構造体はセラミック絶縁層および配線を有している。例えば、セラミック絶縁層はアルミナからなり、配線はタングステンからなる。シールリングに蓋が溶接されることによって、気密封止されたキャビティが得られる。シールリングは、例えば、鉄、ニッケルおよびコバルトを含有する合金からなる。

特開昭５１－１０７３０６号公報国際公開第２０１８／１５５４３４号特開２０１５－８８６４２号公報

上記特開昭５１－１０７３０６号公報の技術によれば、ＷおよびＭｏを含有するメタライズペーストが、１５００℃の高温で焼成されることが開示されている。このように焼成温度が高い場合、本発明者の検討によれば、メタライズペーストの金属成分がタングステンのみであっても焼結を十分に進行させやすいので、機械的強度を容易に確保することができる。そして、金属成分がタングステンのみであれば、モリブデンが含有される場合に比して、高い耐水性（湿度および水分に対する耐腐食性）が得られる。よって、金属化面上に短時間に厚い無電解金めっき層を直接的に形成することが目的とされていない限り、上記特開昭５１－１０７３０６号公報の有用性は低いようにみえる。特に、上記国際公開第２０１８／１５５４３４号に記載のように、金めっき層がニッケルめっき層を介して形成される場合、上記特開昭５１－１０７３０６号公報の技術は意味を有しないようにみえる。

近年、配線基板を構成するセラミック絶縁体層の機械的強度を高める目的で、セラミック絶縁体層を構成するアルミナ結晶粒の大きさが小さくされる場合がある。この場合、セラミック絶縁体層の材料であるアルミナ粉体の粒径も小さくされ、よってそれに適した焼成温度は低くなる。したがって、絶縁体層と積層されることによって配線基板を構成する導電層の材料も、低温焼結に適したものである必要がある。低温焼結の観点では、導電層の金属成分は、上記特開２０１５／８８６４２号公報に記載されているように、（タングステンよりは）モリブデンであることが好ましい。もしも導電層の材料としてのメタライズペーストの金属成分が単純にタングステンであるとすると、低い焼成温度では焼結が十分には進行しにくい。その結果、導電層の機械的強度が低くなる。一方で、本発明者の検討によれば、金属成分が単純にモリブデンである場合は、導電層の耐水性（湿度および水分に対する耐腐食性）が不十分となることがある。

本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、高い機械的強度と高い耐水性（湿度および水分に対する耐腐食性）とを有する導電層を含む配線基板を提供することである。

本発明の配線基板は、アルミナを含有するセラミックからなる絶縁体層と、絶縁体層上に設けられた導電層と、を含む。導電層は、導電層中に分散されモリブデンを含有する複数のコア部と、複数のコア部の各々の表面を被覆しタングステンを含有する被覆部と、を含む。被覆部はコア部に比して、より低いモリブデン濃度と、より高いタングステン濃度とを有している。

コア部は、８０ｗｔ％（重量パーセント）以上９５ｗｔ％以下のモリブデン濃度を有していることが好ましい。

導電層が含有するモリブデン原子を金属モリブデンとみなした場合のモリブデン体積をＶ_Ｍと定義し、導電層が含有するタングステン原子を金属タングステンとみなした場合のタングステン体積をＶ_Ｗと定義し、Ｖ_ＭおよびＶ_Ｗの和を１００％（パーセント）と定義すると、Ｖ_Ｗは２０％以上５０％以下であることが好ましい。

配線基板は、導電層上に直接的に設けられ金とは異なる導体からなる下地層と、導電層上に少なくとも下地層を介して設けられた金層と、を含んでよい。

下地層はニッケルを含有していることが好ましい。

配線基板は、下地層に接合され金層によって覆われた金属枠体を含んでよい。

本発明によれば、相対的に高濃度にモリブデンを含有するコア部を導電層が有することによって、配線基板の製造における焼成温度が低い場合であっても、導電層が十分に焼結しやすくなる。これにより導電層の十分な機械的強度が確保しやすい。また、相対的に高濃度にタングステンを含有する被覆部がコア部の各々の表面を覆うことによって、コア部の腐食が抑制される。以上から、焼成温度が低い場合であっても、高い機械的強度と、湿度および水分に対する高い耐腐食性とを有する導電層を得ることができる。

この発明の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。

本発明の実施の形態における配線基板の構成を概略的に示す平面図である。図１の線ＩＩ－ＩＩに沿う概略的な部分断面図である。図２における導電層の微細構造を模式的に示す断面図である。初期状態における、絶縁体層と、タングステンの換算体積０ｖｏｌ％かつモリブデンの換算体積１００ｖｏｌ％の金属成分を有する導電層と、ニッケルめっき層と、によって構成された積層体の断面の反射電子像を示す電子顕微鏡写真である。初期状態における、絶縁体層と、タングステンの換算体積０ｖｏｌ％かつモリブデンの換算体積１００ｖｏｌ％の金属成分を有する導電層と、によって構成された積層体の、２０倍率の光学顕微鏡による表面写真である。高温高湿試験後における、絶縁体層と、タングステンの換算体積０ｖｏｌ％かつモリブデンの換算体積１００ｖｏｌ％の金属成分を有する導電層と、によって構成された積層体の、２０倍率の光学顕微鏡による表面写真である。プレッシャークッカー試験後における、絶縁体層と、タングステンの換算体積０ｖｏｌ％かつモリブデンの換算体積１００ｖｏｌ％の金属成分を有する導電層と、導電層上に形成されたニッケルめっき層と、ニッケルめっき層上に形成された金めっき層と、によって構成された積層体の、導電層の端近傍での断面の反射電子像を示す電子顕微鏡写真である。高温高湿試験後における、絶縁体層と、タングステンの換算体積１００ｖｏｌ％かつモリブデンの換算体積０ｖｏｌ％の金属成分を有する導電層と、によって構成された積層体の、２０倍率の光学顕微鏡による表面写真である。初期状態における、絶縁体層と、タングステンの換算体積３５ｖｏｌ％かつモリブデンの換算体積６５ｖｏｌ％の金属成分を有する導電層と、ニッケルめっき層と、によって構成された積層体の断面の反射電子像を示す電子顕微鏡写真である。高温高湿試験後における、絶縁体層と、タングステンの換算体積３５ｖｏｌ％かつモリブデンの換算体積６５ｖｏｌ％の金属成分を有する導電層と、によって構成された積層体の、２０倍率の光学顕微鏡による表面写真である。初期状態における、絶縁体層と、タングステンの換算体積５０ｖｏｌ％かつモリブデンの換算体積５０ｖｏｌ％の金属成分を有する導電層と、ニッケルめっき層と、によって構成された積層体の断面の反射電子像を示す電子顕微鏡写真である。高温高湿試験後における、絶縁体層と、タングステンの換算体積５０ｖｏｌ％かつモリブデンの換算体積５０ｖｏｌ％の金属成分を有する導電層と、によって構成された積層体の、２０倍率の光学顕微鏡による表面写真である。初期状態における、絶縁体層と、タングステンの換算体積２０ｖｏｌ％かつモリブデンの換算体積８０ｖｏｌ％の金属成分を有する導電層と、ニッケルめっき層と、によって構成された積層体の断面の反射電子像を示す電子顕微鏡写真である。高温高湿試験後における、絶縁体層と、タングステンの換算体積２０ｖｏｌ％かつモリブデンの換算体積８０ｖｏｌ％の金属成分を有する導電層と、によって構成された積層体の、２０倍率の光学顕微鏡による表面写真である。初期状態における、絶縁体層と、タングステンの換算体積３５ｖｏｌ％かつモリブデンの換算体積６５ｖｏｌ％の金属成分を有する導電層と、によって構成された積層体であって、図９に示された積層体とは別個に準備されたものの断面の反射電子像を示す電子顕微鏡写真である。図１５に示された断面の、ＥＤＸで測定された、モリブデンの濃度分布を、図１５と同じ視野で示す分布図である。図１５に示された断面の、ＥＤＸで測定された、タングステンの濃度分布を、図１５と同じ視野で示す分布図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。

＜構成＞
図１は、本実施の形態における配線基板９０の構成を概略的に示す平面図である。図２は、図１の線ＩＩ－ＩＩに沿う概略的な部分断面図である。

配線基板９０は、モジュールを製造するために用いられるパッケージである。図２に示されているように、パッケージに電子部品８１が搭載され、その後にパッケージに蓋８２が取り付けられることによって、密封された空間中に電子部品８１を有するモジュールが得られる。

配線基板９０は、主成分としてアルミナを含有するセラミックからなる絶縁体層１１，１２と、絶縁体層１１，１２上に設けられた導電層２１～２３とを有している。当該セラミックのアルミナ含有量は７０ｗｔ％以上であってよい。また当該セラミックは、その強度を高める目的で、ジルコニアを１０～３０ｗｔ％含んでいてもよい。また当該セラミックは、絶縁体層１１，１２と導電層２１～２３との密着強度を高める目的で、ガラス成分を数％含有していてもよい。さらに、配線基板９０はビア電極２６を有していてよい。図２に示された構成においては、絶縁体層１１の下面上に導電層２１が積層されており、絶縁体層１１の上面上に導電層２２および絶縁体層１２が積層されており、絶縁体層１２の上面上に導電層２３が積層されている。絶縁体層１２は枠形状を有しており、絶縁体層１１上においてこの枠形状に囲まれた領域が、電子部品８１を収めるためのキャビティを構成している。ビア電極２６は、絶縁体層１１を貫通することによって導電層２１と導電層２２とを互いに接続している。

上記積層体は、複数のグリーンシートの形成と、各グリーンシート上へのメタライズペーストの印刷と、これらグリーンシートの積層と、焼成と、によって形成され得る。グリーンシートが焼結することによって絶縁体層１１，１２が形成され、メタライズペーストが焼結することによって導電層２１～２３およびビア電極２６が形成される。メタライズペーストは、溶媒と、その中に分散された粉体とを有している。この粉体は、金属モリブデンの粉体と、金属タングステンの粉体とを含む。メタライズペーストはさらに、添加材の粉体を含んでいてよく、その組成は絶縁体層１１，１２の組成と類似していることが好ましい。

本実施の形態においては、配線基板９０はさらに、下地めっき層３１～３３（下地層）と、中間めっき層４１～４３と、Ａｕめっき層５１～５３（金層）とを有している。中間めっき層４１～４３は省略されてもよい。また本実施の形態においては、配線基板９０はさらに、ろう材部６１によって溶接された金属枠体６２を有している。

下地めっき層３１～３３のそれぞれは、導電層２１～２３上に直接的に設けられている。下地めっき層３１～３３は、金とは異なる導体からなり、好ましくはニッケルを含有しており、例えば、ニッケル、またはニッケルコバルト合金からなる。中間めっき層４１～４３は、金とは異なる導体からなり、好ましくはニッケルを含有しており、例えば、ニッケル、またはニッケルコバルト合金からなる。

Ａｕめっき層５１は導電層２１上に少なくとも下地めっき層３１を介して設けられており、Ａｕめっき層５２は、導電層２２上に少なくとも下地めっき層３２を介して設けられており、Ａｕめっき層５３は導電層２３上に少なくとも下地めっき層３３を介して設けられている。具体的には、Ａｕめっき層５１は下地めっき層３１上に中間めっき層４１を介して設けられている。Ａｕめっき層５２は下地めっき層３２上に中間めっき層４２を介して設けられている。Ａｕめっき層５３は下地めっき層３３上に中間めっき層４３を介して設けられており、より具体的には、Ａｕめっき層５３は下地めっき層３３上に、ろう材部６１、金属枠体６２および中間めっき層４３を介して設けられている。

金属枠体６２はろう材部６１によって下地めっき層３３に接合されている。金属枠体６２は中間めっき層４３を介してＡｕめっき層５３によって覆われている。めっき処理された金属枠体６２上に蓋８２が溶接されることになる。なお金属枠体６２は、金属からなり、この金属は合金であってよい。

図３は、導電層２１～２３（図２）の微細構造を模式的に示す断面図である。なお図３において、図を見やすくするために、被覆部７２は、ハッチングなしに白抜きで示されている。

導電層２１～２３は、顕微鏡で観察可能な微細構造として、導電層２１～２３中に分散された複数のコア部７１と、これら複数のコア部７１の各々の表面を被覆する被覆部７２とを含む。導電層２１～２３の各々はさらに、顕微鏡で観察可能な微細構造として、アルミナを含有する添加材部７３を含むことが好ましく、その場合、共にアルミナを含有する導電層２１～２３と絶縁体層１１，１２との間の接合強度が高められる。添加材部７３は、ガラス成分を含有していてもよく、これにより導電層２１～２３の焼結が促進される。なお、被覆部７２は複数のコア部７１の各々の表面を完全に被覆することが好ましいが、これに限定されず、複数のコア部７１の一部が被覆部７２で被覆されずに露出してもよい。つまり、複数のコア部７１のうち大部分のコア部７１の表面が被覆部７２で被覆されていればよい。図３に示されるように数十個程度のコア部７１が含まれる視野内での観察例において、各コア部７１の外形線の長さの合計値に対して、各コア部７１の外形線のうち被覆部７２との境界線をなす部分の長さの合計値は、８０％以上であった。

コア部７１は、モリブデン原子を含有しており、好ましくは８０ｗｔ％以上９５ｗｔ％以下のモリブデン濃度を有しており、実質的にモリブデンからなっていてよい。被覆部７２は、タングステン原子を含有しており、コア部７１に比して、より低いモリブデン濃度と、より高いタングステン濃度とを有している。

導電層２１～２３が含有するモリブデン原子を金属モリブデンとみなした場合のモリブデンの換算体積をＶ_Ｍと定義し、導電層２１～２３が含有するタングステン原子を金属タングステンとみなした場合のタングステンの換算体積をＶ_Ｗと定義し、これら換算体積Ｖ_ＭおよびＶ_Ｗの和を１００％と定義する。これら定義の下、換算体積Ｖ_Ｗは２０％以上５０％以下の範囲にあることが好ましい。このような組成を得るためには、導電層２１～２３の材料であるメタライズペースト中において、金属モリブデンの粉体と金属タングステンの粉体とが、上記範囲を満たす体積比Ｖ_Ｍ：Ｖ_Ｗで混合されていればよい。図３に示された構造において、モリブデンとタングステンとの間での合金化は、あまり進行していないことが好ましく、合金化の影響を無視すれば、導電層２１～２３において、換算体積Ｖ_Ｍはコア部７１の体積に対応し、換算体積Ｖ_Ｗは被覆部７２の体積に対応する。なお導電層２１～２３中の金属成分は、実質的に、モリブデンおよびタングステンのみであってよい。

＜効果＞
本実施の形態によれば、相対的に高濃度にモリブデンを含有するコア部７１を導電層２１～２３が有することによって、配線基板９０の製造における焼成温度が低い場合であっても、導電層２１～２３が十分に焼結しやすくなる。これにより導電層２１～２３の十分な機械的強度が確保しやすい。また、相対的に高濃度にタングステンを含有する被覆部７２がコア部７１の各々の表面を覆うことによって、コア部７１の腐食が抑制される。以上から、焼成温度が低い場合であっても、高い機械的強度と、湿度および水分に対する高い耐腐食性とを有する導電層２１～２３を得ることができる。

コア部７１は、８０ｗｔ％以上９５ｗｔ％以下のモリブデン濃度を有していることが好ましい。これにより、導電層２１～２３が、より焼結しやすくなる。当該濃度が８０ｗｔ％未満であると、相対的に被覆部７２のモリブデン濃度が高まる。この場合、被覆部７２自体の耐湿性が低下する。一方、当該濃度が９５ｗｔ％を超えると、コア部７１の耐湿性が低下する。この場合、コア部７１の表面のうち被覆部７２で被覆されていない部分が特に腐食されやすくなる。

タングステンの換算体積Ｖ_Ｗが２０％以上の場合、タングステンを含有する被覆部７２が、コア部７１の各々の表面を、より十分に被覆することができる。換算体積Ｖ_Ｗが５０％以下の場合、モリブデンの換算体積Ｖ_Ｍをより確保することができるので、導電層２１～２３の焼結を、より十分に進行させることができる。

Ａｕめっき層５１～５３が導電層２１～２３に直接的に接合されたとすると、Ａｕめっき層５１～５３は容易に剥離する。よってＡｕめっき層５１～５３は、導電層２１～２３上に直接的に設けられた下地めっき層３１～３３を介して設けられることが好ましい。

下地めっき層３１～３３はニッケルを含有していることが好ましい。この場合、下地めっき層３１～３３中のニッケルが導電層２１～２３中のタングステンまたはモリブデンと合金化することによって、導電層２１～２３へ下地めっき層３１～３３が強固に接合される。

配線基板９０は、下地めっき層３１～３３に接合されＡｕめっき層５１～５３によって覆われた金属枠体６２（図２）を含んでよい。金属枠体６２は、比較的厚い部材であることから、何らかの要因によって、図２における横方向から大きな外力を受ける可能性が比較的高い。また金属枠体６２は、大きな部材である蓋８２へ何らかの要因によって加わった力を、ほぼそのまま受けやすい。よって、金属枠体６２を支持している導電層２３へ大きな力が加わる可能性がある。そのような場合であっても、導電層２３へ下地めっき層３３が強固に接合していることによって、導電層２３上での剥離の発生が防止される。これにより、剥離に起因しての導電層２３上でのリークパスの発生が防止される。さらに、導電層２３の機械的強度が高いことによって、上述した大きな力に起因しての導電層２３の破壊も防止される。これにより、リークパスの発生が、より確実に防止される。

＜実験＞
反射電子像を示す電子顕微鏡による断面写真（図４、図７、図９、図１１および図１３）と、２０倍率の光学顕微鏡による表面写真（図５、図６、図８、図１０、図１２および図１４）とを参照して、絶縁体層１１，１２に対応するアルミナ層（絶縁体層）１０上に、換算体積Ｖ_ＭおよびＶ_Ｗの比率が異なる導電層２０を形成することによって、複数種類の積層体（サンプル）を形成した。そしてその、湿度および水分に対する耐腐食性、具体的には耐酸化性、について検討を行った。

はじめに、図４～図７を参照して、Ｖ_Ｗ：Ｖ_Ｍ＝０：１００のサンプルの実験結果について、以下に説明する。

図４は、初期状態（言い換えれば、酸化を促進しやすい環境にさらされる前の状態）における、観察の都合上Ｎｉめっき層４０が付されたサンプルの断面を示す。このサンプルにおいては、前述した実施の形態とは異なりタングステンが添加されていなかったので、コア部７１および添加材部７３が被覆部７２（図３）なしに分布していた。

図５は、初期状態における、めっき層なしのサンプルの表面を示す。２０倍率の光学顕微鏡による導電層２０の表面像はほぼ白色を呈し、これは導電層２０が未だ酸化されていなかったことを示す。図６は、上記サンプルの、高温高湿試験後における表面を示す。なお、本明細書に記載する高温高湿試験は、温度８５℃、相対湿度８５％、期間９６時間の条件で行われた。２０倍率の光学顕微鏡による導電層２０の表面像はほぼ黒色を呈し、これは導電層２０がかなり酸化されていたことを示す。

図７は、Ｎｉめっき層４０およびＡｕめっき層５０が付されたサンプルの、プレッシャークッカー試験（ＰＣＴ）後における断面を、導電層２０の端（破線ＥＤで示された位置）近傍で示す。ＰＣＴは、温度１２１℃、相対湿度１００％、圧力２ａｔｍ、期間１０００時間の条件で行われた。破線ＥＤ（図７）のすぐ左側において、導電層２０の端部とＮｉめっき層４０との界面に異常がみられた。これは腐食が発生したことを示している。

以上、図４～図７の結果から、Ｖ_Ｗ：Ｖ_Ｍ＝０：１００のサンプルは湿度および水分に対する耐腐食性が低いことがわかった。

次に、図８を参照して、Ｖ_Ｗ：Ｖ_Ｍ＝１００：０のサンプルの実験結果について説明する。この図８は、めっき層なしのサンプルの、高温高湿試験後における表面を示す。２０倍率の光学顕微鏡による導電層２０の表面像はほぼ白色を呈し、これは導電層２０がほとんど酸化されていなかったことを示す。よって、Ｖ_Ｗ：Ｖ_Ｍ＝１００：０の場合、湿度および水分に対する耐腐食性が高いことがわかった。一方でこのサンプルの導電層２０は、モリブデンを含有していないので、低い機械的強度しか有していなかった。

次に、図９および図１０を参照して、Ｖ_Ｗ：Ｖ_Ｍ＝３５：６５のサンプルの実験結果について、以下に説明する。図９は、初期状態における、観察の都合上Ｎｉめっき層４０が付されたサンプルの断面を示す。このサンプルにおいては、前述した実施の形態において図３を参照して説明したように、コア部７１（図９における導電層２０のグレー部）と、被覆部７２（図９における導電層２０の白色部）と、添加材部７３（図９における導電層２０の黒色部）とが分布しており、コア部７１の各々の表面を被覆部７２がほぼ完全に被覆していた。図１０は、めっき層なしのサンプルの、高温高湿試験後における表面を示す。２０倍率の光学顕微鏡による導電層２０の表面像は、図６に比して、より白色に近い明るい色を呈した。これは、Ｖ_Ｗ：Ｖ_Ｍ＝０：１００の場合に比して、Ｖ_Ｗ：Ｖ_Ｍ＝３５：６５の場合の方が、導電層２０の酸化が抑制されたことを示す。

次に、図１１および図１２を参照して、Ｖ_Ｗ：Ｖ_Ｍ＝５０：５０のサンプルの実験結果について、以下に説明する。図１１は、初期状態における、観察の都合上Ｎｉめっき層４０が付されたサンプルの断面を示す。このサンプルにおいても、コア部７１の各々の表面を被覆部７２がほぼ完全に被覆していた。図１２は、めっき層なしのサンプルの、高温高湿試験後における表面を示す。２０倍率の光学顕微鏡による導電層２０の表面像は、図６に比して、より白色に近い明るい色を呈した。これは、Ｖ_Ｗ：Ｖ_Ｍ＝０：１００の場合に比して、Ｖ_Ｗ：Ｖ_Ｍ＝５０：５０の場合の方が、導電層２０の酸化が抑制されたことを示す。

次に、図１３および図１４を参照して、Ｖ_Ｗ：Ｖ_Ｍ＝２０：８０のサンプルの実験結果について、以下に説明する。図１３は、初期状態における、観察の都合上Ｎｉめっき層４０が付されたサンプルの断面を示す。このサンプルにおいては、コア部７１の各々の表面を被覆部７２がおおよそ被覆していた。ただし図９および図１１の各々のサンプルと比べると、コア部７１の表面が露出しかけているようにみえる部分があった。画像解析ソフトＩｍａｇｅＪを用いて図１３の画像解析を行った結果、各コア部７１の外形線の長さの合計値に対して、各コア部７１の外形線のうち被覆部７２との境界線をなす部分の長さの合計値は、８０％以上であった。図１４は、めっき層なしのサンプルの、高温高湿試験後における表面を示す。２０倍率の光学顕微鏡によるこのサンプルの導電層２０の表面像は、図１０および図１２の各々のサンプルと比べると若干黒色に近くなり暗いものの、図６に比べれば、より白色に近い明るい色を呈した。これは、Ｖ_Ｗ：Ｖ_Ｍ＝０：１００の場合に比して、Ｖ_Ｗ：Ｖ_Ｍ＝２０：８０の場合の方が、導電層２０の酸化が抑制されたことを示す。

一般に原子番号が大きいほど反射電子の信号強度は大きいので、反射電子像は白色度が高くなる。このことから、図１３において、グレー部であるコア部７１はモリブデン濃度が高く、白色部である被覆部７２はタングステン濃度が高いと推定される。

上記推定を検証するために、反射電子像の観察と共に、ＥＤＸ（Ｅｎｅｒｇｙ－ＤｉｓｐｅｒｓｉｖｅＸ－ＲａｙＳｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）を行った。観察サンプルの断面はイオンミリングで製作され、その上にカーボン蒸着が行われた。反射電子像の観察のためには日立ハイテクノロジーズ製Ｓ－３４００Ｎが用いられた。ＥＤＸにはＥＤＡＸ製ＧｅｎｅｓｉｓＭＸ４が用いられた。ＥＤＸにおける加速電圧は１０ｋＶであり、測定視野範囲における１５０秒間の走査によって信号強度が計測された。

図１５～図１７は、図９と同様にＶ_Ｗ：Ｖ_Ｍ＝３５：６５の組成比を有するサンプルについての分析結果である。ただしこのサンプルは、観察の都合上、図９のサンプルとは別個に準備された。図１５は、初期状態における、Ｎｉめっき層４０（図９参照）が付されていない当該サンプルの断面の反射電子像を示す。図１６は、図１５と同一視野におけるモリブデン濃度の分布をＥＤＸで測定した結果を示す。図１７は、図１５と同一視野におけるタングステン濃度の分布をＥＤＸで測定した結果を示す。導電層の視野範囲は約２４μｍ×約１２μｍであった。図１５～図１７における矢印１は、コア部７１の位置を示している。同様に、矢印２は、被覆部７２の位置を示している。

図１６に示されたＥＤＸ測定においては、白色度が高いほどモリブデン濃度が高い。矢印１で示されるコア部７１よりも矢印２で示される被覆部７２の方が白色度が低いので、コア部７１よりも被覆部７２の方がモリブデン濃度が低いと言える。

図１７に示されたＥＤＸ測定においては、白色度が高いほどタングステン濃度が高い。矢印１で示されるコア部７１よりも矢印２で示される被覆部７２の方が白色度が高いので、コア部７１よりも被覆部７２の方がタングステン濃度が高いと言える。

次に、コア部７１の中心部付近に電子ビームを照射することで、ＥＤＸによってコア部７１の元素濃度が計測された。具体的には、位置の異なるコア部が任意で３つ選択され、そのそれぞれの中心部付近の位置Ａ～Ｃで計測がなされた。その結果を、以下の表１に示す。

この計測結果から、コア部におけるモリブデン濃度は８０ｗｔ％～９５ｗｔ％であることが分かった。また、この計測と同様の計測が、図１１のサンプルと同じくＶ_Ｗ：Ｖ_Ｍ＝５０：５０の比を有するサンプルと、図１３のサンプルと同じくＶ_Ｗ：Ｖ_Ｍ＝２０：８０の比を有するサンプルとに対しても行われ、その結果は表１と同様であった。

コア部７１のモリブデン濃度が８０ｗｔ％未満である場合、相対的に被覆部７２のモリブデン濃度が高まる。この場合、被覆部７２自体の耐湿性が低下し、図６に示されるように、高温高湿試験後に酸化腐食が進行するおそれがある。一方、コア部７１のモリブデン濃度が９５ｗｔ％を超える場合、コア部７１の耐湿性が低下する。この場合、コア部７１の表面のうち被覆部７２で被覆されていない部分において高温高湿試験後に、図６に示されるように、特に酸化腐食が進行するおそれがある。

次に、電子ビームが図１５の導体層２０の全面へ照射されつつ、ＥＤＸによって元素濃度が計測された。その結果、タングステンとモリブデンとの重量パーセントの比率は、導体層２０の材料であるメタライズペースト中における、金属モリブデンと金属タングステンの重量パーセントの比率とほぼ一致していた。

この発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての態様において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

１０：アルミナ層（絶縁体層）
１１，１２：絶縁体層
２０～２３：導電層
２６：ビア電極
３１～３３：下地めっき層（下地層）
４０：Ｎｉめっき層
４１～４３：中間めっき層
５０～５３：Ａｕめっき層（金層）
６１：ろう材部
６２：金属枠体
７１：コア部
７２：被覆部
７３：添加材部
８１：電子部品
８２：蓋
９０：配線基板

Claims

アルミナを含有するセラミックからなる絶縁体層と、
前記絶縁体層上に設けられた導電層と、
を備え、前記導電層は、
前記導電層中に分散されモリブデンを含有する複数のコア部と、
前記複数のコア部の各々の表面を被覆しタングステンを含有する被覆部と、
を含み、前記被覆部は前記コア部に比して、より低いモリブデン濃度と、より高いタングステン濃度とを有している、配線基板。
前記コア部は、８０重量パーセント以上９５重量パーセント以下のモリブデン濃度を有している、請求項１に記載の配線基板。
前記導電層が含有するモリブデン原子を金属モリブデンとみなした場合のモリブデン体積をＶ_Ｍと定義し、前記導電層が含有するタングステン原子を金属タングステンとみなした場合のタングステン体積をＶ_Ｗと定義し、Ｖ_ＭおよびＶ_Ｗの和を１００パーセントと定義すると、Ｖ_Ｗは２０パーセント以上５０パーセント以下である、請求項１または２に記載の配線基板。
前記導電層上に直接的に設けられ、金とは異なる導体からなる下地層と、
前記導電層上に少なくとも前記下地層を介して設けられた金層と、
をさらに備える、請求項１から３のいずれか１項に記載の配線基板。
前記下地層はニッケルを含有している、請求項４に記載の配線基板。
前記下地層に接合され、前記金層によって覆われた金属枠体をさらに備える、請求項４または５に記載の配線基板。