JP7244265B2 - セラミックス配線基板 - Google Patents

Description

本開示は、例えば電子部品のパッケージ、無線通信モジュール基板、制御回路用基板、半導体検査装置などに用いることができるセラミックス配線基板に関するものである。

従来、セラミックス配線基板には、融点が高い例えばＭｏやＷ等を用いた配線が形成されているが、配線抵抗が高いため、電気的ロスが大きいという問題があった。
そこで、配線抵抗を下げる手法として、ＡｇやＣｕに代表されるように、融点は低いが低抵抗の金属を用いたＬＴＣＣ（Low Temperature Co-fired Ceramics）基板が開発されている。

ところが、上述したＬＴＣＣ基板は、低温で焼成可能にするため、ガラス成分を多くしてあるために、一般的に基板強度が低いという問題がある。
そこで、配線を構成する導体として、例えばＣｕ及びＷを用いることにより、焼成温度が１０００℃以上の比較的高い温度にて焼成可能とすることで、セラミックに添加するガラス成分の量を少なくして、低抵抗で高強度のセラミックス配線基板を得る技術が検討されている。

例えば、アルミナを主成分とするセラミックス基板の表面に、Ｃｕからなるマトリックス中にＷ及び／又はＭｏを分散させた構成を有する配線を設ける技術などが開示されている（特許文献１参照）。

また、前記セラミックス配線基板としては、セラミックス基板の内部に配線（即ち内部導電部）を備えるとともに、セラミックス基板の表面に配線（即ち表面導電部）を備え、内部導電部と表面導電部とがビアにより接続されているものが知られている。

このような構造のセラミックス配線基板では、内部導電部には導体として融点の低い例えばＣｕが使用されるが、表面導電部には、焼成時に好適に配線の形状を保つために、Ｃｕより融点の高い例えばＭｏ等が使用される。

特開２０００－７７８０５号公報

ところで、上述した従来技術では、下記のような問題があり、その改善が求められていた。
具体的には、上述のように、内部導電部に低融点のＣｕを含み、表面導電部に高融点のＭｏ等を含むセラミックス配線基板を製造する場合には、セラミックス基板の材料と配線の材料とを同時焼成するときに、内部導電部中のＣｕが熔融し、ビアを通って表面導電部の表面に熔出することがあった。

このように、Ｃｕが表面導電部の表面に熔出すると、図１４（矢印部分参照）に示す外見上の不具合だけではなく、内部導電部のＣｕの含有量が変化してしまい配線の電気特性も変化してしまうことで、配線の電気特性が十分に発揮されないことがあった。

本開示は、前記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、内部導電部中のＣｕが表面導電部等に熔出することを抑制できるセラミックス配線基板を提供することにある。

（１）本開示の第１局面は、アルミナを主成分とするセラミックス基板と、セラミックス基板の内部に配置された内部導電部と、セラミックス基板の厚み方向の表面に配置された表面導電部と、セラミックス基板の内部に配置されて、内部導電部と表面導電部とを電気的に接続するビア導電部と、を備えたセラミックス配線基板に関するものである。

このセラミックス配線基板では、内部導電部は、導電成分として、Ｃｕ及びＭｏ、又は、Ｃｕ及びＷ、のいずれか一方を含み、ビア導電部は、導電成分として、Ｍｏ及びＷのうち少なくとも一方を含むとともに、前記導電成分中のＮｉの含有量が０．０１重量％以下である。

本第１局面では、ビア導電部は、導電成分として、Ｍｏ及びＷのうち少なくとも一方を含むとともに、導電成分中のＮｉの含有量が０．０１重量％以下である。なお、Ｎｉの含有量は少ない方が望ましく、含有量が０であれば最も好ましい。

そのため、セラミックス配線基板を製造する際に、焼成の際の加熱によって、内部導電部となる部分のＣｕが熔融した場合でも、Ｃｕがビア導電部となる部分に熔出することを抑制する。そのため、Ｃｕがビア導電部となる部分から表面導電部となる部分に熔出することを抑制する。つまり、Ｃｕがビア導電部を介して表面導電部に熔出することを抑制するという効果がある。

ここで、Ｃｕが表面導電部に熔出することを抑制できる理由を説明する。
焼成後にビア導電部となる部分にＮｉが含まれている場合には、焼成の際の加熱によって、Ｎｉがビア導電部側から内部導電部側に移動する性質がある。それに伴って、逆にＣｕが内部導電部側からビア導電部側に移動し、さらに、移動したＣｕがビア導電部側から表面導電部側に移動すると考えられる。従って、ビア導電部となる部分にＮｉが含まれていない場合（又はＮｉが少ない場合）には、Ｃｕはビア導電部側から表面導電部側に移動しにくいと考えられる。

このように、本第１局面では、上述した構成によって、Ｃｕが表面導電部に移動しにくい。そのため、セラミックス配線基板の表面導電部の外観不良（例えば、変色、不要な突出、Ｃｕの表面への熔出、等）を抑制するとともに、表面導電部における電気特性が変化し難いので、表面導電部の電気特性が十分に発揮されるという顕著な効果を奏する。

なお、「Ｃｕ及びＭｏ、又は、Ｃｕ及びＷ、のいずれか一方」とは、「Ｃｕ及びＭｏ」を含むか、又は、「Ｃｕ及びＷ」を含むことを示している（以下同様）。
（２）本開示の第２局面では、表面導電部のうち、ビア導電部と接する表面からの厚みが５μｍの範囲（以下表面隣接領域と称することもある）では、導電成分中のＮｉの含有量が０．０１重量％以下であってもよい。なお、Ｎｉの含有量は少ない方が望ましく、含有量が０であれば最も好ましい。

このように、表面導電部の表面隣接領域において、導電成分中のＮｉの含有量が０．０１重量％以下である場合には、上述のように、内部導電部のＣｕが熔融した場合でも、ビア導電部によりＣｕの熔出が抑制されつつ、更にビア導電部と接する表面導電部においてもＣｕの熔出が抑制されるため、より一層Ｃｕが表面導電部に熔出し難いので好適である。

（３）本開示の第３局面では、内部導電部は、セラミックス基板の厚み方向に対して垂直方向にある側面に露出する露出部を有するとともに、セラミックス基板の側面には、露出部を覆うとともに露出部と電気的に接続された側面導電部を有していてもよい。

この場合に、側面導電部のうち、露出部と接する表面からの厚みが５μｍの範囲（以下側面隣接領域と称することもある）では、導電成分中のＮｉの含有量が０．０１重量％以下であってもよい。なお、Ｎｉの含有量は少ない方が望ましく、含有量が０であれば最も好ましい。

このように、セラミックス基板の側面に露出する露出部を有するとともに、その露出部を覆う側面導電部を有している場合に、側面隣接領域の導電成分中のＮｉの含有量が０．０１重量％以下であるときには、上述のように、内部導電部のＣｕが熔融した場合でも、そのＣｕが側面導電部に熔出し難いので好適である。

（４）本開示の第４局面では、セラミックス基板の厚み方向の表面と反対側の裏面に配置された裏面導電部と、セラミックス基板の内部に配置されて、内部導電部と裏面導電部とを電気的に接続する第２のビア導電部と、を備えていてもよい。

この場合に、第２のビア導電部は、導電成分として、Ｍｏ及びＷのうち少なくとも一方を含むとともに、導電成分中のＮｉの含有量が０．０１重量％以下であってもよい。
このように、裏面導電部と第２のビア導電部とを備えている場合に、第２のビア導電部の導電成分中のＮｉの含有量が０．０１重量％以下であるときには、上述のように、内部導電部のＣｕが熔融した場合でも、そのＣｕが第２のビア導電部を介して裏面導電部に熔出し難いので好適である。

（５）本開示の第５局面では、裏面導電部のうち、第２のビア導電部と接する表面からの厚みが５μｍの範囲（以下裏面隣接領域と称することもある）では、導電成分中のＮｉの含有量が０．０１重量％以下であってもよい。

このように、裏面隣接領域の導電成分中のＮｉの含有量が０．０１重量％以下であるときには、上述のように、内部導電部のＣｕが熔融した場合でも、第２のビア導電部によりＣｕの熔出が抑制されつつ、更に第２のビア導電部と接する裏面導電部においてもＣｕの熔出が抑制されるため、より一層Ｃｕが裏面導電部に熔出し難いので好適である。

＜以下に、本開示の各構成について説明する＞
・セラミックス基板とは、セラミックを主成分とする基板を示している。なお、主成分とは、最も量（即ち体積）が多い成分を示している。

・内部導電部とは、セラミックス基板の内部に配置されている導電性を有する部分である。なお、内部導電部の一部が、セラミックス基板の表面（例えば側面）に達していてもよい。

・ビア導電部とは、セラミックス基板の内部において、基板の厚み方向に延びる導電性を有する部分である。また、以下では、表面導電部に接するビア導電部を表面ビア導電部と称し、裏面導電部に接するビア導電部を裏面ビア導電部と称する。なお、第２のビア導電部とは、ビア導電部の１種（例えば裏面ビア導電部）である。

・表面導電部と側面導電部と裏面導電部とは、それぞれ、セラミックス基板の厚み方向の一方の表面と、セラミックス基板の側面（即ち厚み方向と垂直の方向に存在する側面）と、セラミックス基板の厚み方向の他方の表面（即ち裏面）と、に配置されている導電性を有する部分である。なお、内部導電部と表面導電部と側面導電部と裏面導電部とは、構成成分が異なっていてもよい。

・「導電成分中のＮｉの含有量」については、例えばエネルギー分散型Ｘ線分析（ＥＤＳ）により、複数箇所（例えば５箇所）におけるＮｉの割合（例えばａｔｍ％）から、それぞれ導電成分中の含有量（重量％）を求め、その複数箇所の含有量から得られる平均値を採用できる。

第１実施形態のセラミックス配線基板を厚み方向に破断して示す断面図である。 図２Ａは第１実施形態のセラミックス配線基板をビア導電部に沿って厚み方向に破断し拡大して示す断面図、図２Ｂはそのセラミックス配線基板のビア導電部の位置における平面図（但しＮｉ層とＡｕ層を除く）である。 第１実施形態のセラミックス配線基板の製造方法を示す説明図である。 第２実施形態のセラミックス配線基板を厚み方向に破断して示す断面図である。 図５Ａは第３実施形態のセラミックス配線基板を厚み方向に破断して示す断面図、図５Ｂは変形例１のセラミックス配線基板を厚み方向に破断して示す断面図、図５Ｃは変形例２のセラミックス配線基板を厚み方向に破断して示す断面図である。 第４実施形態のセラミックス配線基板を厚み方向に破断して示す断面図である。 第５実施形態のセラミックス配線基板を厚み方向に破断して示す断面図である。 図８Ａは第５実施形態のセラミックス配線基板をビア導電部に沿って厚み方向に破断し拡大して示す断面図、図８Ｂはそのセラミックス配線基板のビア導電部の位置における平面図（但しＮｉ層とＡｕ層を除く）である。 第６実施形態のセラミックス配線基板を厚み方向に破断して示す断面図である。 第７実施形態のセラミックス配線基板を厚み方向に破断して示す断面図である。 図１１Ａは第７実施形態のセラミックス配線基板を示す斜視図、図１１Ｂはそのセラミックス配線基板の第１セラミックス層及び内部導電部等の一部を示す平面図である。 図１２Ａは実施例の試料を厚み方向に破断した破断面のＳＥＭ画像を示す説明図、図１２Ｂは同破断面におけるＣｕのマッピング画像を示す説明図、図１２Ｃは同破断面におけるＷのマッピング画像を示す説明図、図１２Ｄは同破断面におけるＮｉのマッピング画像を示す説明図、図１２Ｅは比較例の試料を厚み方向に破断した破断面のＳＥＭ画像を示す説明図、図１２Ｆは同破断面におけるＣｕのマッピング画像を示す説明図、図１２Ｇは同破断面におけるＷのマッピング画像を示す説明図、図１２Ｈは同破断面におけるＮｉのマッピング画像を示す説明図である。 図１３Ａは他のセラミックス配線基板等を厚み方向に破断して示す断面図、図１３Ｂは更に他のセラミックス配線基板等を厚み方向に破断して示す断面図である。 従来技術のセラミックス配線基板の表面の配線の拡大画像である。

次に、本開示のセラミックス配線基板の実施形態について説明する。
［１．第１実施形態］
［１－１．セラミックス配線基板の構成］
まず、第１実施形態のセラミックス配線基板について説明する。

図１に模式的に示す様に、第１実施形態のセラミックス配線基板１は、Ａｌ_２Ｏ_３を９０体積％以上含むセラミックス基板３の内部に、例えばＣｕ及びＷを主成分とする内部導電部５と、例えばＭｏを主成分とするビアであるビア導電部７とを備えている。

さらに、セラミックス基板３の厚み方向の一方の表面（図１の上方）に、例えばＭｏを主成分とする表面導電部９を備えている。
なお、内部導電部５及び表面導電部９により、導電性を有する例えば層状の配線が構成されている。

このうち、セラミックス基板３は、第１セラミックス層１３と第２セラミックス層１５とを備えており、第１セラミックス層１３と第２セラミックス層１５との間に内部導電部５が配置されている。

セラミックス基板３は、Ａｌ_２Ｏ_３以外に、例えば、ＳｉＯ_２、ＭｇＣＯ_３、ＢａＣＯ_３等の焼結助剤の成分などが含まれている。
前記内部導電部５は、主として導電成分であるＣｕ及びＷを含んでおり、導電成分以外には、例えばＡｌ_２Ｏ_３等の添加成分を含んでいる。内部導電部５における導電成分の割合は、例えば７０重量％～９０重量％である。また、導電成分中のＣｕの割合は、例えば２０重量％～３０重量％である。なお、内部導電部５の導電成分としては、Ｃｕ及びＭｏを用いてもよい。

ビア導電部（詳しくは表面ビア導電部）７は、内部導電部５と電気的に接続されるとともに、セラミックス基板３の厚み方向に延びて、即ち第２セラミックス層１５を貫通して、表面導電部９と電気的に接続されている。

このビア導電部７は、主として導電成分であるＭｏを含んでおり、導電成分以外には、例えばＡｌ_２Ｏ_３等の添加成分を含んでいる。ビア導電部７における導電成分の割合は、例えば８０重量％～９９重量％である。なお、ビア導電部７の導電成分としては、Ｍｏ及びＷのうち少なくとも一方を採用できる。

特に、本第１実施形態では、ビア導電部７の導電成分中のＮｉの含有量は実質的に０重量％である（詳しくは０．０１重量％以下である）。つまり、ビア導電部７は、Ｎｉの含有量が少ない方が好ましく、最も好ましくは含有量は０重量％である。

表面導電部９は、主として導電成分であるＭｏを含んでおり、導電成分以外には、例えばＡｌ_２Ｏ_３等の成分や、ＳｉＯ_２、ＭｇＣＯ_３、ＢａＣＯ_３等の焼結助剤の成分などを含んでいる。なお、表面導電部９の導電成分としては、Ｗを用いてもよい。

なお、後述するように、表面導電部９の作製する際の材料中にはＮｉを添加しないが、表面導電部９の表面にＮｉ層１７（図２Ａ参照）を設ける場合には、Ｎｉ層１７中のＮｉが表面導電部９中に拡散して、表面導電部９のＮｉ層１７側に僅かにＮｉが含まれることがある。

［１－２．表面導電部の構成］
次に、表面導電部９の構成について説明する。
図２Ａに拡大して示すように、表面導電部９の全表面を覆うように、Ｎｉを主成分とするＮｉ層１７が形成されており、更に、Ｎｉ層１７の全表面を覆うようにＡｕを主成分とするＡｕ層１９が形成されている。

特に、表面導電部９のうち、ビア導電部７と接する表面（即ち表面導電部９とビア導電部７との界面Ｋ１）からの厚みが５μｍの範囲、即ち一点鎖線で囲まれた表面隣接領域（即ち第１領域）Ｒ１では、導電成分中のＮｉの含有量が０．０１重量％以下である。なお、この含有量は、表面隣接領域Ｒ１における平均の含有量である。

この表面隣接領域Ｒ１では、不可避不純物としてＮｉが含まれていてもよいが、Ｎｉの含有量はできる限り少ない方が望ましい。例えば０重量％が好ましい。
なお、図２Ｂに示すように、平面視（図２Ａの上方から見た場合）でのビア導電部７の端面の形状（即ち界面Ｋ１の形状）が円形の場合には、表面隣接領域Ｒ１の平面形状も界面Ｋ１の形状と同様に円形となる。従って、表面隣接領域Ｒ１の立体形状は円柱である。

また、表面導電部９のＮｉ層１７に隣接している部分には、若干Ｎｉが含まれていることがあるが、表面導電部９全体におけるＮｉの含有量（平均値）は、０．０１重量％以下である。

なお、Ｎｉ層１７とＡｕ層１９は、省略してもよい。この場合には、表面導電部９の導電成分中のＮｉの含有量は０．０１重量％以下である。つまり、表面導電部９は、Ｎｉの含有量が少ない方が好ましく、最も好ましくは含有量は０重量％である。

［１－３．セラミックス配線基板の製造方法］
次に、本第１実施形態のセラミックス配線基板１の製造方法について説明する。なお、下記の第１工程～第４工程の順番は前後してもよい。

＜セラミックグリーンシートの作製工程：第１工程＞
まず、セラミックス基板３の主原料（主成分となる原料）として、Ａｌ_２Ｏ_３粉末を用意するとともに、焼結助剤として、ＳｉＯ_２、ＭｇＣＯ_３、ＢａＣＯ_３等の粉末を用意した。

そして、これらの粉末材料（なお、焼結助剤は各粉末から１種又は複数種を選択して使用する）に、バインダや溶剤等を加えて、セラミックスラリーを作製した。このセラミックスラリーを用いて、図３Ａに示すように、ドクターブレード法によって、複数のセラミックグリーンシート２１を作製した。

＜内部導電部用の導電ペーストの作製工程：第２工程＞
内部導電部５の主原料として、Ｃｕ粉末及びＷ粉末を用意するとともに、Ａｌ_２Ｏ_３粉末を用意した。

そして、これらの粉末材料に、ワニス成分を加えて内部導電部５用の導電ペーストを作製した。なお、この導電ペーストの導電材料は、Ｃｕ及びＷである。
＜ビア導電部用の導電ペーストの作製工程：第３工程＞
ビア導電部７の主原料として、Ｍｏ粉末を用意するとともに、Ａｌ_２Ｏ_３粉末を用意した。

そして、これらの粉末材料に、ワニス成分を加えてビア導電部７用の導電ペーストを作製した。なお、この導電ペーストの導電材料は、Ｍｏである。
＜表面導電部用の導電ペーストの作製工程：第４工程＞
表面導電部９の主原料として、Ｍｏ粉末（例えばＤ５０が１μｍ未満）を用意するとともに、Ａｌ_２Ｏ_３粉末を用意した。さらに、焼結助剤として、ＳｉＯ_２、ＢａＣＯ_３、ＭｇＣＯ_３、Ｍｎ_２Ｏ_５、Ｎｂ_２Ｏ_３の粉末を用意した。

そして、これらの粉末材料（なお、焼結助剤は各粉末から１種又は複数種を選択して使用する）に、ワニス成分を加えて表面導電部９用の導電ペーストを作製した。この導電ペーストの導電材料は、Ｍｏである。

＜積層体の作製工程：第５工程＞
図３Ｂに示すように、複数のセラミックグリーンシート２１を積層して、第１セラミックス層１３となる第１積層体２３を作製した。なお、第１積層体２３ではなく、１層のセラミックグリーンシート２１としてもよい。

そして、第１積層体２３の表面に、内部導電部５用の導電ペーストをスクリーン印刷して、内部導電パターン２５を形成した。
また、図３Ｃに示すように、複数のセラミックグリーンシート２１を積層して、第２セラミックス層１５となる第２積層体２７を作製した。なお、第２積層体２７ではなく、１層のセラミックグリーンシート２１としてもよい。

この第２積層体２７に、ビア導電部７用の貫通孔２９を開け、その貫通孔２９にビア導電部７用の導電ペーストを充填してビア構成部３１を形成した。その後、第２積層体２７の一方の表面に、ビア構成部３１を覆うように、表面導電部９用の導電ペーストをスクリーン印刷して、表面導電部９用の表面導電パターン３３を形成した。

次に、図３Ｄに示すように、第１積層体２３と第２積層体２７とを積層して、セラミックス基板３となる積層体３５を作製した。詳しくは、第１積層体２３の内部導電パターン２５が形成された側に、第２積層体２７の表面導電パターン３３が形成されていない側を積層するようにして、第１積層体２３と第２積層体２７とを積層した。

＜焼成工程：第６工程＞
次に、前記積層体３５を、周知にように脱脂した後に、所定の焼成条件にて同時焼成した。なお、焼成条件としては、例えば還元雰囲気にて、１２００～１３００℃の温度範囲で、０．５～２時間焼成する条件を採用できる。

そして、焼成後に、表面導電部９の表面に、電解メッキ又は無電解メッキによって、Ｎｉ層１７を形成した。また、Ｎｉ層１７の表面に、同様なメッキ法によって、Ａｕ層１９を形成し、本第１実施形態のセラミックス配線基板１を得た。

［１－４．効果］
（１）本第１実施形態では、ビア導電部（即ち表面ビア導電部）７は、導電成分としてＭｏを含むとともに、導電成分中のＮｉの含有量が０．０１重量％以下である。

そのため、セラミックス配線基板１を製造する場合に、焼成の際の加熱によって、内部導電部５となる部分のＣｕが熔融した場合でも、Ｃｕがビア導電部７となる部分に熔出することを抑制し、その結果、Ｃｕがビア導電部７となる部分から表面導電部９となる部分に熔出することを抑制する。つまり、Ｃｕがビア導電部７を介して表面導電部９に熔出することを抑制するという効果がある。

このように、本第１実施形態では、上述した構成によって、セラミックス配線基板１の表面導電部９の外観不良を抑制するとともに、表面導電部９における電気特性が変化し難いので、表面導電部９の電気特性が十分に発揮されるという顕著な効果を奏する。

（２）本第１実施形態では、表面導電部９のうち、ビア導電部７と接する表面からの厚みが５μｍの範囲（即ち表面隣接領域）Ｒ１では、導電成分中のＮｉの含有量が０．０１重量％以下である。

このように、表面導電部９の表面隣接領域Ｒ１において、導電成分中のＮｉの含有量が０．０１重量％以下であるので、内部導電部５のＣｕが熔融した場合でも、ビア導電部７により内部配線層５に含まれるＣｕが熔出することが抑制されつつ、更にビア導電部７と接する表面導電部９においてもＣｕの熔出が抑制されるため、そのＣｕが表面導電部９に熔出し難いので好適である。
［２．第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明するが、第１実施形態と同様な内容については、その説明は省略又は簡略化する。

図４に示すように、本第２実施形態のセラミックス配線基板４１は、第１実施形態と同様な材料からなるセラミックス基板４３を有している。このセラミックス基板４３は、第１セラミックス層４５と第２セラミックス層４７と第３セラミックス層４９とが積層された構成を有する。

第１セラミックス層４５と第２セラミックス層４７との間には、第１実施形態の内部導電部と同様な第１内部導電部５１が配置されている。第２セラミックス層４７と第３セラミックス層４９との間には、第１実施形態の内部導電部と同様な第２内部導電部５３が配置されている。セラミックス基板４３の厚み方向の一方（図４の上方）の表面には、第１実施形態の表面導電部と同様な表面導電部５５が配置されている。

また、第１内部導電部５１と第２内部導電部５３との間には、第１内部導電部５１と第２内部導電部５３とを電気的に接続するように、ビア導電部である内部ビア導電部５７が配置されている。第２内部導電部５３と表面導電部５５との間には、第２内部導電部５３と表面導電部５５とを電気的に接続するように、第１実施形態のビア導電部と同様な表面ビア導電部５９が配置されている。

本第２実施形態では、第１内部導電部５１と第２内部導電部５３と内部ビア導電部５７とを構成する材料は、第１実施形態の内部導電部と同様であり、その導電成分はＣｕ及びＷである。

また、表面導電部５５を構成する材料は、第１実施形態の表面導電部と同様である。詳しくは、表面導電部５５の導電成分はＭｏからなり、実質的にＮｉを含んでいない（即ちＮｉの含有量は０．０１重量％以下である）。

さらに、表面ビア導電部５９を構成する材料は、第１実施形態のビア導電部と同様である。詳しくは、表面ビア導電部５９の導電成分はＭｏからなり、実質的にＮｉを含んでいない（即ちＮｉの含有量は０．０１重量％以下である）。

なお、図示しないが、第１実施形態と同様に、表面導電部５５の表面隣接領域Ｒ１におけるＮｉの含有量は０．０１重量％以下である。
本第２実施形態は、第１実施形態と同様な効果を奏する。

また、内部ビア導電部５７は表面ビア導電部５９と異なり、Ｃｕを導電成分として含んで形成されている。これにより、セラミックス配線基板４１の電気的特性を向上（即ち抵抗値を低減）させると共に、表面ビア導電部５９により、第１内部導電部５１と第２内部導電部５３と内部ビア導電部５７からＣｕ成分が熔出することを抑制し、セラミックス配線基板４１全体としての電気的特性に経時変化を発生させることなく、電気的特性を高く維持できる。
［３．第３実施形態］
次に、第３実施形態について説明するが、第１実施形態と同様な内容については、その説明は省略又は簡略化する。

（１）本第３実施形態では、セラミックス配線基板の厚み方向の両表面に、配線が形成されている。
詳しくは、図５Ａに示すように、本第３実施形態のセラミックス配線基板６１は、第１実施形態と同様な材料からなるセラミックス基板６３を有している。このセラミックス基板６３は、第１セラミックス層６５と第２セラミックス層６７とが積層された構成を有する。

第１セラミックス層６５と第２セラミックス層６７との間には、第１実施形態の内部導電部と同様な内部導電部６９が配置されている。
セラミックス基板４３の厚み方向の一方（図５Ａの上方）の表面には、第１実施形態の表面導電部と同様な表面導電部７１が配置されている。また、セラミックス基板４３の厚み方向の他方（図５Ａの下方）の表面（即ち裏面）には、第１実施形態の表面導電部と同様な裏面導電部７３が配置されている。

また、表面導電部７１と内部導電部６９との間には、第１実施形態のビア導電部と同様な表面ビア導電部７５が配置されている。また、裏面導電部７３と内部導電部６９との間には、第１実施形態のビア導電部と同様な第２のビア導電部（詳しくは裏面ビア導電部）７７が配置されている。

本第３実施形態では、内部導電部６９を構成する材料は、第１実施形態の内部導電部と同様であり、その導電成分はＣｕ及びＷである。
また、表面導電部７１及び裏面導電部７３を構成する材料は、第１実施形態の表面導電部と同様である。詳しくは、表面導電部７１及び裏面導電部７３の導電成分はＭｏからなり、実質的にＮｉを含んでいない（即ちＮｉの含有量は０．０１重量％以下である）。

さらに、表面ビア導電部７５及び裏面ビア導電部７７を構成する材料は、第１実施形態のビア導電部と同様である。詳しくは、表面ビア導電部７５及び裏面ビア導電部７７の導電成分はＭｏからなり、実質的にＮｉを含んでいない（即ちＮｉの含有量は０．０１重量％以下である）。

なお、図示しないが、第１実施形態と同様に、表面導電部７１の表面隣接領域Ｒ１におけるＮｉの含有量は０．０１重量％以下である。
また、図示しないが、裏面導電部７３にも、表面導電部７１と同様に、裏面ビア導電部７７と接するように、表面隣接領域Ｒ１と同様な範囲の裏面隣接領域（第２領域）Ｒ２が設けられ、その裏面隣接領域Ｒ２におけるＮｉの含有量は０．０１重量％以下である。なお、裏面隣接領域Ｒ２とは、裏面導電部７３のうち、裏面ビア導電部７７と接する表面からの厚みが５μｍの範囲である。

本第３実施形態は、裏面導電部７３を設けることで、セラミックス配線基板６１をプリント基板等に実装する際に裏面導電部７３を使用した平面実装が可能となる。このようなセラミックス配線基板６１の表面導電部７１、裏面導電部７３においてもＣｕの熔出を抑制し、第１実施形態と同様な効果を奏する。

（２）本第３実施形態の変形例としては、図５Ｂに示す変形例１が挙げられる。
この変形例１では、裏面ビア導電部７７を構成する材料は、第２実施形態の内部ビア導電部と同様である。詳しくは、裏面ビア導電部７７の導電成分はＣｕ及びＷからなる。なお、他の構成は、前記第３実施形態と同様である。

この形態においても、前記第３実施形態と同様な効果を奏する。さらに、裏面ビア導電部７７の導電成分はＣｕ及びＷからなることで、セラミックス配線基板６１の電気的特性を向上（即ち抵抗値を低減）させると共に、裏面導電部７３により、内部導電部６９と裏面ビア導電部７７からＣｕ成分が熔出することを抑制し、セラミックス配線基板６１全体としての電気的特性に経時変化を発生させることなく、電気的特性を高く維持できる。

（３）本第３実施形態の他の変形例としては、図５Ｃに示す変形例２が挙げられる。
この変形例２では、裏面ビア導電部７７及び裏面導電部７３を構成する材料は、第２実施形態の内部ビア導電部と同様である。詳しくは、裏面ビア導電部７７及び裏面導電部７３の導電成分はＣｕ及びＷからなる。なお、他の構成は、前記第３実施形態と同様である。

この形態においても、前記第３実施形態と同様の効果を奏する。
［４．第４実施形態］
次に、第４実施形態について説明するが、第２実施形態や第３実施形態と同様な内容については、その説明は省略又は簡略化する。

本第４実施形態では、セラミックス配線基板の内部に２層の内部導電部が形成されている。
詳しくは、図６に示すように、本第４実施形態のセラミックス配線基板８１は、第２実施形態と同様な材料からなるセラミックス基板８３を有している。このセラミックス基板８３は、第１セラミックス層８５と第２セラミックス層８７と第３セラミックス層８９とが積層された構成を有する。

第１セラミックス層８５と第２セラミックス層８７との間と、第２セラミックス層８７と第３セラミックス層８９との間とには、それぞれ第２実施形態の内部導電部と同様な第１内部導電部９１と第２内部導電部９３が配置されている。

セラミックス基板８３の厚み方向の一方（図６の上方）の表面には、第２実施形態の表面導電部と同様な表面導電部９５が配置されている。また、セラミックス基板８３の厚み方向の他方（図６の下方）の表面（即ち裏面）には、第３実施形態の裏面導電部と同様な裏面導電部９７が配置されている。

また、表面導電部９５と第２内部導電部９３との間には、第２実施形態の表面ビア導電部と同様な表面ビア導電部９９が配置されている。裏面導電部９７と第１内部導電部９１との間には、第３実施形態の裏面ビア導電部と同様な裏面ビア導電部１０１が配置されている。

さらに、第２内部導電部９３と第１内部導電部９１との間には、第２実施形態の内部ビア導電部と同様な内部ビア導電部１０３が配置されている。
本第４実施形態では、第１内部導電部９１と第２内部導電部９３と内部ビア導電部１０３とを構成する材料は、第２実施形態の内部導電部と同様であり、その導電成分はＣｕ及びＷである。

また、表面導電部９５及び裏面導電部９７を構成する材料は、第３実施形態の表面導電部及び裏面伝導部と同様である。詳しくは、表面導電部９５及び裏面導電部９７の導電成分はＭｏからなり、実質的にＮｉを含んでいない（即ちＮｉの含有量は０．０１重量％以下である）。

さらに、表面ビア導電部９９及び裏面ビア導電部１０１を構成する材料は、第３実施形態のビア導電部と同様である。詳しくは、表面ビア導電部９９及び裏面ビア導電部１０１の導電成分はＭｏからなり、実質的にＮｉを含んでいない（即ちＮｉの含有量は０．０１重量％以下である）。

なお、図示しないが、第３実施形態と同様に、表面導電部９５の表面隣接領域Ｒ１と裏面導電部９７の裏面隣接領域Ｒ２におけるＮｉの含有量は０．０１重量％以下である。
本第４実施形態は、第２、第３実施形態と同様な効果を奏する。
［５．第５実施形態］
次に、第５実施形態について説明するが、第３実施形態と同様な内容については、その説明は省略又は簡略化する。

本第５実施形態では、セラミックス配線基板の側面に、内部導電部と接続された側面導電部が形成されている。
（１）図７に示すように、本第５実施形態のセラミックス配線基板１１１は、基本的には、第３実施形態（詳しくはその変形例１）とほぼ同様な構成を有している。

詳しくは、セラミックス基板１１３を構成する第１セラミックス層１１５と第２セラミックス層１１７との間には、第３実施形態と同様に内部導電部１１９が設けられている。この内部導電部１１９の一端（図７の左端）は、セラミックス基板１１３の側面１１３ａにまで到達して、露出部１２１にて露出している。

つまり、内部導電部１１９は、セラミックス基板１１３の厚み方向に対して垂直方向にある側面１１３ａに露出する露出部１２１を有している。
さらに、セラミックス基板１１３の側面１１３ａには、内部導電部１１９の露出部１２１を覆うとともに、露出部１２１と電気的に接続された側面導電部１２３が形成されている。この側面導電部１２３は、セラミックス基板１１３の裏面（図７の下方の表面）１１３ｂの一部を覆うように形成されている。

なお、その他の構成は、第３実施形態の変形例１と基本的に同様であり、表面導電部１２５、裏面導電部１２７、表面ビア導電部１２９、裏面ビア導電部１３１を備えている。
（２）次に、側面導電部１２３について詳細に説明する。

図８Ａに拡大して示すように、側面導電部１２３の全表面を覆うように、Ｎｉを主成分とするＮｉ層１３３が形成されており、更に、Ｎｉ層１３３の全表面を覆うようにＡｕを主成分とするＡｕ層１３５が形成されている。なお、Ｎｉ層１３３とＡｕ層１３５は、省略してもよい。

特に、側面導電部１２３のうち、内部導電部１１９と接する表面（即ち側面導電部１２３と内部導電部１１９との界面Ｋ３）からの厚みが５μｍの範囲、即ち一点鎖線で囲まれた側面隣接領域（第３領域）Ｒ３では、導電成分中のＮｉの含有量が０．０１重量％以下である。なお、この含有量は、側面隣接領域Ｒ３における平均の含有量である。

この側面隣接領域Ｒ３では、不可避不純物としてＮｉが含まれていてもよいが、Ｎｉの含有量はできる限り少ない方が望ましい。例えば０重量％が好ましい。
なお、図８Ｂに示すように、側方（図８Ａの左側）から見た場合での内部導電部１１９の端面の形状（詳しくは界面Ｋ３の形状）が長方形の場合には、側面隣接領域Ｒ３の形状も界面Ｋ３の形状と同様に長方形となる。従って、側面隣接領域Ｒ３の立体形状は直方体である。

なお、側面導電部１２３の成分は、例えば表面導電部１２５と同様であり、表面導電部１２５と同様にして形成できる。
本第５実施形態は、第３実施形態及び第３実施形態の変形例１と同様な効果を奏する。また、内部導電部１１９が側面に露出し、側面導電部１２３で覆われている場合でも、内部導電部１１９中のＣｕが側面導電部１２３に熔出することを抑制できるという利点がある。
［６．第６実施形態］
次に、第６実施形態について説明するが、第４実施形態や第５実施形態と同様な内容については、その説明は省略又は簡略化する。

本第６実施形態では、第５実施形態と基本的に同様な構成であり、セラミックス配線基板の内部に複数の内部導電部が形成されている。
詳しくは、図９に示すように、本第６実施形態のセラミックス配線基板１４１は、第４実施形態と同様なセラミックス基板１４３内に、第１内部導電部１４５と第２内部導電部１４７とを備えている。

このうち、第２内部導電部１４７は、セラミックス基板１４３の側面に露出する露出部１４９を有している。また、露出部１４９を覆うように、第５実施形態と同様な側面導電部１５１が形成されている。

本第６実施形態は、第４実施形態及び第５実施形態と同様な効果を奏する。
［７．第７実施形態］
次に、第７実施形態について説明するが、第１実施形態と同様な内容については、その説明は省略又は簡略化する。

（１）図１０に示すように、本第７実施形態のセラミックス配線基板１６１は、第１セラミックス層１６３と第２セラミックス層１６５とが積層されたセラミックス基板１６７を有している。

第１セラミックス層１６３と第２セラミックス層１６５との間には、内部導電部１６９を備えている。なお、内部導電部１６９の導電成分は、Ｃｕ及びＷである。
セラミックス基板１６７の厚み方向の一方の表面（図１０の上方）には、第１実施形態と同様な表面隣接領域Ｒ１を有する表面導電部１７１を備えている。なお、表面導電部１７１の導電成分は、Ｍｏであり、Ｎｉの含有量は０．０１重量％以下である。

表面導電部１７１と内部導電部１６９との間には、第１実施形態と同様な表面ビア導電部１７３を備えている。なお、表面ビア導電部１７３の導電成分は、Ｍｏであり、Ｎｉの含有量は０．０１重量％以下である。

内部導電部１６９は、セラミックス基板１６７の側面に露出する露出部１７５を有している。また、露出部１７５を覆うように、第５実施形態と同様な側面隣接領域Ｒ３を有する側面導電部１７７が形成されている。なお、側面導電部１７７の導電成分は、Ｍｏであり、側面隣接領域Ｒ３におけるＮｉの含有量は０．０１重量％以下である。

この側面導電部１７７は、内部導電部１６９の側面だけではなく、図１０の上下方向に延びて、内部導電部１６９の上面（図１０の上方の面）の側面側の一部を覆うとともに、セラミックス基板１６７の裏面（図１０の下方の面）１６７ｂの一部を覆うように形成されている。

（２）次に、側面導電部１７７が形成されている部分について詳しく説明する。
図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、第１セラミックス層１６３の側面（図１０の左右の側面）には、厚み方向から見た平面視で、長円形状の凹部１８１が形成されている。

詳しくは、図１１Ｂに示すように、第１セラミックス層１６３の表面（図１０における上面）１６３ａには、内部導電部１６９が形成されており、この内部導電部１６９の端部（図１１Ｂの左端）は、凹部１８１にまで達している。

そして、凹部１８１の内周面の全面を覆うように、側面導電部１７７が形成されている。また、側面導電部１７７の上端部分（図１０における上側部分）は、内部導電部１６９の上面の一部を所定幅で覆うように、凹部１８１に沿って略円弧状に形成されている。

なお、側面導電部１７７の下端部分（図１０における下側部分）は、上述したように、セラミックス基板１６７の裏面１６７ｂ（図１０参照）の一部を覆うように形成されている。

本第７実施形態は、第５実施形態と同様な効果を奏する。また、凹部１８１を利用して、外部の配線等を接続することも可能である。
［８．実験例］
次に、本開示の効果を確認するために行った実験例について説明する。

この実験例では、本開示の範囲の実施例の試料として、前記第１実施形態と同様な構成のセラミックス配線基板を同様な製造方法によって作製した。詳しくは、表面導電部及びビア導電部の導電材料としてＮｉを含まないＭｏのみの材料を用いて、同様なセラミックス配線基板を作製した。

また、本開示の範囲外の比較例では、表面導電部及びビア導電部の導電材料として、Ｍｏを６５重量％含むとともに、Ｎｉを１．０重量％含む材料を用いる以外は、前記実施例と同様にして、セラミックス配線基板を作製した。

（実施例）
まず、実施例の試料をビアに沿って厚み方向に破断し、その破断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により観察した。

そのＳＥＭ画像（倍率１０００倍）を図１２Ａに示すが、同図のＳ１の範囲が第１セラミックス層を示し、Ｓ２の範囲が内部導電部を示し、Ｓ３の範囲がビア導電部を示し、Ｓ４の範囲が表面導電部を示している。なお、Ｓ１～Ｓ４の区分については、後述する図１２Ｅについても同様である。

また、同じ破断面について、エネルギー分散型Ｘ線分析（ＥＤＳ）により、Ｃｕ、Ｗ、Ｎｉの各元素のマッピングを行った。その結果を、図１２Ｂ～図１２Ｄに示す。
図１２Ｂから明らかなように、Ｃｕは、内部導電部と、ビア導電部のうち内部導電部側の一部に存在するだけであり、表面導電部では観察されなかった。なお、図１２ＤのＮｉの分布では、多数の白点が見られるが、これは、周知のように、ＥＤＳによる元素マッピングの際のバックグラウンドであり、Ｎｉの存在を示すものではない。

また、ＥＤＳにより、表面導電部のうちの表面隣接領域Ｒ１において、複数箇所（例えば５点）にて、Ｎｉのａｔｍ％を求めた。その結果、Ｎｉは０ａｔｍ％（従って０重量％）であった。即ち、Ｎｉは、測定限界以下であった。

さらに、同様にして、表面隣接領域Ｒ１において、Ｃｕのａｔｍ％を求めたところ、Ｃｕは０ａｔｍ％であった。即ち、Ｃｕは、測定限界以下であった。
また、上述した実施例とは別に、他の実施例として、Ｍｏ及びＮｉからなる表面導電部の導電材料として、Ｎｉを０．０１重量％含む導電材料を用いて、前記実施例と同様にして試料を作製した。

この試料においても、ＥＤＳの測定結果は、表面導電層の表面隣接領域Ｒ１からＣｕが検出されなかった。また、前記と同様なＥＤＳの測定の結果、表面隣接領域Ｒ１におけるＮｉの含有量（但し５点の平均値）は０．０１重量％であった。

（比較例）
一方、比較例の試料もビア導電部に沿って厚み方向に破断し、その破断面をＳＥＭにより観察した。

そのＳＥＭ画像（倍率１０００倍）を図１２Ｅに示す。また、同じ破断面について、ＥＤＳにより、Ｃｕ、Ｗ、Ｎｉの各元素のマッピングを行った。その結果を、図１２Ｆ～図１２Ｈに示す。

図１２Ｆから明らかなように、Ｃｕは、内部導電部とビア導電部と表面導電部の一部に存在していた。また、図１２Ｈの楕円内の明瞭な白点に示すように、Ｎｉが、ビア導電部や内部導電部に見られた。

また、ＥＤＳにより、表面導電部のうちの表面隣接領域Ｒ１において、複数箇所（５点）にて、Ｎｉ、Ｃｕの有無を確認した。その結果、表面隣接領域Ｒ１にてＮｉ及びＣｕが確認された。

以上より、ビア導電部の導電成分中のＮｉの含有量が０．０１重量％以下の場合(即ち実質的に含有しない場合)、内部導電部の導電成分であるＣｕがビア導電部及び表面導電部まで熔出することを抑制できていることが確認された。また、比較例であるＮｉをビア導電部に含有する場合、内部導電部の導電成分であるＣｕがビア導電部及び表面導電部まで熔出してしまうことが確認された。
［９．その他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。

（１）例えば、セラミックス基板を構成するセラミックとしては、前記実施形態に限定されることなく、アルミナ以外に、各種のセラミック（例えば、窒化アルミ、窒化ケイ素、ジルコニア）を採用できる。

（２）内部導電部、表面導電部、裏面導電部、側面導電部、ビア導電部（例えば表面ビア導電部、裏面ビア導電部等）の組成については、本開示の範囲を逸脱しない範囲内で、各種の組成を採用できる。

例えば、導電成分としてＭｏ又はＷを用いる各導電部において、Ｍｏ又はＷに代えて、Ｍｏ及びＷを採用することも可能である。
（３）表面導電部、裏面導電部、側面導電部におけるＮｉの含有量については、表面隣接領域、裏面隣接領域、側面隣接領域において、Ｎｉの含有量が０．０１重量％以下であれば、好適にＣｕの熔出を抑制できる。

なお、表面導電部、裏面導電部、側面導電部のうち、表面隣接領域、裏面隣接領域、側面隣接領域以外の領域においては、Ｎｉの含有量が少ないほど良いことは勿論であるが、Ｎｉの含有量が０．０１重量％を上回っていてもある程度の効果はある。

（４）また、セラミックス配線基板は、半田バンプによって、他の配線基板に実装することができる。
例えば、図１３Ａに示すように、第３実施形態と同様な構成のセラミックス配線基板２０１を用いる場合には、第３実施形態と同様な裏面導電部２０３と、他の配線基板２０５の表面の配線層２０７とを、半田バンプ２０９によって接合してもよい。

また、例えば図１３Ｂに示すように、第６実施形態と同様なセラミックス配線基板２１１を、他の配線基板２２５の表面の配線層２２７に、一部がフィレット状になった半田２２９によって接合してもよい。

詳しくは、第１内部配線部２１３の露出部２１５を覆うとともにセラミックス配線基板２１１の下面の一部を覆う第１側面導電部２１７と、第２内部配線部２１９の露出部２２１を覆うとともにセラミックス配線基板２１１の下面の一部を覆う第２側面導電部２２３と、を備えたセラミックス配線基板２１１を用いる場合には、第１側面導電部２１７と第２側面導電部２２３とを、それぞれ半田によって配線層２２７に接合してもよい。

（５）なお、上記各実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分担させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に発揮させたりしてもよい。また、上記各実施形態の構成の一部を、省略してもよい。また、上記各実施形態の構成の少なくとも一部を、他の実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。

１、４１、６１、８１、１１１、１４１、１６１、２０１、２１１…セラミックス配線基板
３、４３、６３、８３、１１３、１４３、１６７…セラミックス基板
５、６９、１１９、１６９…内部導電部
７…ビア導電部
９、５５、７１、９５、１２５…表面導電部
５１、９１、１４５、２１３…第１内部導電部
５３、９３、１４７、２１９…第２内部導電部
５９、７５、９９、１２９、１７３…表面ビア導電部
７３、９７、１２７、１７１、２０３…裏面導電部
７７、１０１、１３１…裏面ビア導電部
１２１、１４９、１７５、２１５、２２１…露出部
１２３、１５１、１７７、２１７、２２３…側面伝導部

Claims (4)

1. アルミナを主成分とするセラミックス基板と、
   前記セラミックス基板の内部に配置された内部導電部と、
   前記セラミックス基板の厚み方向の表面に配置された表面導電部と、
   前記セラミックス基板の内部に配置されて、前記内部導電部と前記表面導電部とを電気的に接続するビア導電部と、
   を備えたセラミックス配線基板において、
   前記内部導電部は、導電成分として、Ｃｕ及びＭｏ、又は、Ｃｕ及びＷ、のいずれか一方を含み、
   前記内部導電部は、前記セラミックス基板の厚み方向に対して垂直方向にある側面に露出する露出部を有するとともに、前記セラミックス基板の側面には、前記露出部を覆うとともに前記露出部と電気的に接続された側面導電部を有しており、
   前記側面導電部のうち、前記露出部と接する表面からの厚みが５μｍの範囲では、導電成分中のＮｉの含有量が０．０１重量％以下であり、
   前記ビア導電部は、導電成分として、Ｍｏ及びＷのうち少なくとも一方を含むとともに、前記導電成分中のＮｉの含有量が０．０１重量％以下である、
   セラミックス配線基板。
2. 前記表面導電部のうち、前記ビア導電部と接する表面からの厚みが５μｍの範囲では、導電成分中のＮｉの含有量が０．０１重量％以下である、
   請求項１に記載のセラミックス配線基板。
3. 前記セラミックス基板の厚み方向の表面と反対側の裏面に配置された裏面導電部と、
   前記セラミックス基板の内部に配置されて、前記内部導電部と前記裏面導電部とを電気的に接続する第２のビア導電部と、
   を備え、
   前記第２のビア導電部は、導電成分として、Ｍｏ及びＷのうち少なくとも一方を含むとともに、前記導電成分中のＮｉの含有量が０．０１重量％以下である、
   請求項１又は２に記載のセラミックス配線基板。
4. 前記裏面導電部のうち、前記第２のビア導電部と接する表面からの厚みが５μｍの範囲では、導電成分中のＮｉの含有量が０．０１重量％以下である、
   請求項３に記載のセラミックス配線基板。

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