WO2018155053A1 - 配線基板、電子装置用パッケージおよび電子装置 - Google Patents

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metallized layer
electronic device
surface portion
manganese
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桐木平　勇
山本　誠
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京セラ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a wiring board, an electronic device package, and an electronic device including an insulating substrate made of a ceramic material and a metallized layer bonded to the insulating substrate.
  • a substrate used for mounting electronic components a substrate including an insulating substrate made of an insulating material such as an aluminum oxide sintered body and a metallized layer provided on the surface of the insulating substrate is known.
  • the metallized layer functions as a conductive path for electrical connection between the electronic component and the external electric circuit.
  • a metal member may be bonded to the metallized layer in order to improve heat dissipation from the electronic component to the outside.
  • the metallized substrate of one aspect of the present invention includes an insulating substrate having a first surface portion including an aluminum oxide sintered body and a mullite sintered body, and at least one of manganese and a molybdenum compound, And a metallized layer including a second surface portion in contact with the first surface portion of the substrate.
  • the second surface portion of the metallized layer and the first surface portion of the insulating substrate contain at least one of a manganese silicate phase and a magnesium silicate phase.
  • An electronic device package includes the wiring board having the above-described configuration and a metal casing having a recess.
  • the insulating substrate is bonded to the inner surface of the concave portion of the metal housing via the metallized layer.
  • An electronic device includes the electronic device package having the above-described configuration and an electronic component housed in the recess of the metal casing.
  • (A) is a top view which shows an example of the wiring board of embodiment of this invention
  • (b) is sectional drawing in the AA of (a). It is sectional drawing which shows an example of the package for electronic devices of embodiment of this invention. It is sectional drawing which shows an example of the electronic device of embodiment of this invention. It is sectional drawing which expands and shows the B section of FIG. It is sectional drawing which expands and shows the C section of FIG.
  • a wiring board, an electronic device package, and an electronic device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Note that the distinction between the upper and lower sides in the following description is for the convenience of explanation, and does not limit the upper and lower sides when the wiring board, the package for an electronic device or the electronic device is actually used.
  • FIG. 1A is a plan view showing an example of a wiring board according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of an electronic device package according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of an electronic apparatus according to an embodiment of the present invention
  • 4 is an enlarged cross-sectional view of a portion B of the wiring board shown in FIG. Note that FIG. 1A is not a cross-sectional view, but a portion thereof is hatched for easy identification.
  • some of the elements included in the electronic device package or the electronic device are indicated by broken lines.
  • the wiring substrate 10 of the embodiment is basically constituted by the insulating substrate 1 and the metallized layer 2 in contact with the insulating substrate 1.
  • the electronic device package according to the embodiment includes the wiring substrate 10 according to the embodiment and the metal casing 11 having the recess 12, and the insulating substrate 1 is bonded to the inner surface of the recess 12 via the metallized layer 2.
  • 20 is basically composed.
  • the electronic device 20 of the embodiment is basically configured by the electronic device 20 of the embodiment and the electronic component 21 housed in the recess 12 of the metal casing 11.
  • the accommodated electronic component 21 is electrically connected to the outside through a part of the metallized layer 2, for example. Details of the wiring board 10, the electronic device package 20, and the electronic device 30 will be described below.
  • the insulating substrate 1 constituting the wiring substrate 10 is, for example, a rectangular plate-like member in plan view, and has an upper surface, a lower surface, and side surfaces.
  • the insulating substrate 1 functions as, for example, a base for arranging a plurality of metallized layers 2.
  • the insulating substrate 1 has a first surface portion 1a including an aluminum oxide sintered body and a mullite sintered body.
  • the first surface portion 1 a in the wiring substrate 10 is a portion where the metallized layer 2 is in contact with the surface of the insulating substrate 1.
  • the metallized layer 2 is in contact with the lower surface and the side surface of the insulating substrate 1. That is, the part joined to the metallized layer 2 on the lower surface and side surface of the insulating substrate 1 is the first surface portion 1a.
  • the insulating substrate 1 may be made entirely of a ceramic sintered body including an aluminum oxide sintered body and a mullite sintered body.
  • the insulating substrate 1 may be formed by laminating a plurality of insulating layers (not shown) made of an aluminum sintered body and a mullite sintered body.
  • Such an insulating substrate 1 can be manufactured as follows, for example. That is, a raw material powder of aluminum oxide and mullite is kneaded with an appropriate additive, an organic binder, and an organic solvent to prepare a slurry. The slurry is formed into a sheet shape by a method such as a doctor blade method to produce a plurality of square green sheet ceramic green sheets. Next, these ceramic green sheets are laminated to produce a laminate. Thereafter, the laminate is fired at a temperature of 1300 to 1600 ° C., whereby the insulating substrate 1 can be manufactured. As the above additive, silica (silicon oxide), manganese oxide, molybdenum oxide, magnesium carbonate, or the like can be used.
  • Only the lower surface of the insulating substrate 1 may be a surface having the first surface portion 1a with which the metallized layer 2 is in contact.
  • at least the lowest layer of the plurality of insulating layers forming the insulating substrate 1 may be an insulating layer including an aluminum oxide sintered body and a mullite sintered body.
  • the other insulating layer may be made of, for example, an aluminum oxide sintered body.
  • the insulating layer including the aluminum oxide sintered body and the mullite sintered body and the other insulating layer can be bonded to each other by a bonding method using a bonding material such as brazing material or glass (this form is illustrated in FIG. Not shown).
  • the metallized layer 2 functions as a brazing metal layer for joining various metal members described later, for example. Further, as described above, the metallized layer 2 can also function as a conductive path for electrically connecting the electronic component 21 and an external electric circuit. In FIG. 1 and each drawing referred to below, the metallized layer 2 as a conductive path is shown as another metallized layer 2L. The other metallized layer 2L is also in contact with the first surface portion 1a on the surface of the insulating substrate 1.
  • the metallized layer 2 is in contact with and bonded to the lower surface and side surfaces of the insulating substrate 1.
  • the metallized layer 2 contains at least one of manganese and a molybdenum compound and silica.
  • the manganese compound and the molybdenum compound are, for example, oxides or silicates (silicates) of manganese and molybdenum, respectively.
  • the metallized layer 2 includes a second surface portion 2 a in contact with the first surface portion 1 a of the insulating substrate 1.
  • the surface of the metallized layer 2 that is in contact with the first surface portion 1a such as the lower surface and the side surface of the insulating substrate 1 is the second surface portion 2a.
  • the entire metallized layer 2 may be made of a sintered body of a metal material containing molybdenum and manganese.
  • the metallized layer 2 may contain filler particles made of an inorganic material (such as ceramic or glass) for adjusting the sintering behavior with the insulating substrate 1 (ceramic green sheet).
  • the second surface portion 2a of the metallized layer 2 contains oxides such as silica, manganese oxide, and magnesium oxide.
  • the oxide contained in the metallized layer 2 is also contained in the first surface portion 1a of the insulating substrate 1 as described above.
  • the bonding strength of the metallized layer 2 to the insulating substrate 1 can be increased by the bond between these oxides.
  • the metallized layer 2 only needs to have a total content of silica, manganese oxide, and magnesium oxide of 1 to 20% by mass in at least the second surface portion 2a.
  • the second surface portion 2a of the metallized layer 2 and the first surface portion 1a of the insulating substrate 1 contain at least one of a manganese silicate phase and a magnesium silicate phase.
  • a manganese silicate phase and a magnesium silicate phase 3 may be simply referred to as a silicate phase 3.
  • the effect by the silicate phase 3 in the following description can be obtained in the same manner whether it is either one or both of the manganese silicate phase and the magnesium silicate phase.
  • the insulating substrate 1 may contain a manganese silicate phase and a magnesium silicate phase in portions other than the first surface portion 1a. Further, the insulating substrate 1 may contain at least one of manganese, magnesium and silica. When, for example, the entire insulating substrate 1 further contains such a component, the progress of crystallization of aluminum oxide and mullite can be reduced and densification can be achieved. Thereby, the mechanical strength of the insulating substrate 1 can be improved.
  • FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a portion including the first surface portion 1a and the second region 2a.
  • the silicate phase 3 is indefinite or the like, and an example thereof is schematically shown in FIG.
  • the first surface portion 1 a is between the boundary line K between the insulating substrate 1 and the metallized layer 2 and the upper virtual line (two-dot chain line), and the boundary line K between the insulating substrate 1 and the metallized layer 2.
  • the second surface portion 2a is between the lower line and the lower imaginary line (two-dot chain line).
  • the first surface portion 1a and the second surface portion 2a contain more silicate phases dispersed than other portions.
  • the silicate phase included in both the second surface portion 2a of the metallized layer 2 and the first surface portion 1a of the insulating substrate 1 that are in contact with each other at the interface between the metallized layer 2 and the insulating substrate 1. 3 are firmly joined together. Therefore, the connection reliability of the metallized layer 2 to the insulating substrate 1 can be effectively improved.
  • the portion (first surface portion 1a) where the metallized layer 2 is disposed includes a mullite sintered body having a relative dielectric constant smaller than that of the aluminum oxide sintered body or the like. Therefore, the transmission speed when a high frequency signal is transmitted through the metallized layer 2 can be improved.
  • the bonding strength between the metallized layer 2 and the insulating substrate 1 is high, and the connection reliability between the two is effectively enhanced.
  • the connection reliability between the metal housing 11 and the insulating substrate 1 can be effectively increased.
  • the silicate phase 3 is, for example, particles having an irregular shape as shown in FIG. 4 and is a polycrystalline body of manganese silicate or magnesium silicate. These three silicate phase particles have a surface that includes intricately curved irregularities. In this case, it is easy to increase the bonding area of the silicate phase to the metallized layer 2 and the insulating substrate 1. Further, the bonding interface between the metallized layer 2 and the insulating substrate 1 and the silicate phase 3 tends to be inclined (including orthogonal) to the direction parallel to the interface between the metalized layer 2 and the insulating substrate 1. For this reason, the effect of suppressing peeling of the metallized layer 2 due to stress acting in a direction parallel to the interface between the metallized layer 2 and the insulating substrate 1 is relatively large.
  • the existence ratio of the silicate phase 3 in the first surface portion 1a and the second surface portion 2a may be, for example, about 10 to 40% by volume as an area ratio in observation of a cross section as shown in FIG.
  • the existence ratio can be measured by observing the bonding interface between the metallized layer 2 and the insulating substrate 1 with a scanning electron microscope (SEM) or the like as described above, and by elemental analysis of the silicate phase by the XDR method.
  • SEM scanning electron microscope
  • the silicate phase 3 is not limited to an indefinite shape as shown in FIG. 4, and may be spherical, elliptical spherical, spherical, or the like having irregularities on a part of the surface. Moreover, the silicate phase 3 of multiple types of shapes may be included.
  • the particle size of the silicate phase 3 (particles) may be a plurality of different particle sizes, or the same particle size.
  • the particle diameter of the silicate phase 3 having an indefinite shape can be obtained, for example, as the maximum passing distance in the cross section.
  • the metallized layer 2 as described above can be formed as follows, for example. First, the insulating substrate 1 including the aluminum oxide sintered body and the mullite sintered body is manufactured by the method as described above. The following steps are performed assuming that the lower surface and side surfaces of the insulating substrate 1 include the first surface portion 1a.
  • a metal paste for the metallized layer 2 is applied to a predetermined pattern on the lower surface and side surfaces of the insulating substrate 1 by a method such as screen printing.
  • the metal paste can be produced, for example, by adding an appropriate organic solvent and binder to a raw material powder mainly composed of molybdenum and manganese powders and kneading them with a mill or the like.
  • the same material as that added to the ceramic green sheet such as silica (silicon oxide), manganese oxide, molybdenum oxide, and magnesium oxide, is added to the metal paste.
  • the insulating substrate 1 coated with a metal paste in a predetermined pattern is fired at a temperature of about 1100 to 1400 ° C. (so-called post-baking).
  • the metal paste and the insulating substrate 1 are bonded to each other through a glass such as silica.
  • the metallized layer 2 can be formed on the insulating substrate 1.
  • a reaction between manganese oxide, magnesium oxide and silica occurs at the interface portion between the metal paste and the insulating substrate 1 to produce manganese silicate and magnesium silicate.
  • manganese oxide, magnesium oxide and silica occurs at the interface portion between the metal paste and the insulating substrate 1 to produce manganese silicate and magnesium silicate.
  • magnesium is not added to the metal paste, only manganese oxide is generated on the metal paste side.
  • the insulating substrate 1 contains magnesium oxide (if added), magnesium oxide can be generated at the joint interface portion between the metallized layer 2 and the insulating substrate 1.
  • a metal member is bonded to the metallized layer 2 in contact with the first surface portion 1 a on the lower surface of the insulating substrate 1.
  • This metal member is a part of the metal casing 11 included in the electronic device package 20 described later, and is the bottom 11A of the metal casing 11. This will be described in detail below.
  • the metallized layer 2 and the metal casing 11 are joined via the brazing material 4.
  • the brazing material 4 is, for example, silver brazing (such as JIS standard BAg8).
  • the electronic device package 20 of the embodiment is formed by the wiring substrate 10 of the embodiment and the metal casing 11 having the recess 11a.
  • An insulating substrate 1 is bonded to the inner surface of the recess 11 a of the metal housing 11 via a metallized layer 2.
  • the metal casing 11 is formed by joining a bottom portion 11A, which is a metal flat plate member, and a frame portion 11B, which is a metal frame member. Has been. A region surrounded by the upper surface of the bottom portion 11A and the inner surface of the frame portion 11B constitutes a part of a container for housing the wiring board 10 and the electronic component 21.
  • the metal casing 11 may be one (not shown) in which the bottom and the frame are integrally formed.
  • the bottom 11A and the frame 11B since there is no bonding interface between the bottom 11A and the frame 11B, it is advantageous in improving the airtightness when the recess 12 is hermetically sealed. Further, since the step of joining the bottom portion 11A and the frame portion 11B is unnecessary, it is advantageous for improving the productivity as the electronic device package 20.
  • the metal housing 11 is made of, for example, a metal material such as copper, an alloy material containing copper, an iron-nickel alloy, an iron-nickel-cobalt alloy, or stainless steel.
  • the metal casing 11 can be manufactured by appropriately selecting and performing metal processing such as rolling, cutting, polishing, grinding and etching on the metal material as described above.
  • the bottom portion 11A and the frame portion 11B can be joined to each other by various joining methods such as joining via a brazing material such as silver brazing.
  • penetrating portions 13A and 13B penetrating the inside and outside of the frame are provided in a part of the frame portion 11B.
  • the through portions 13A and 13B function as openings for allowing a connection member for electrical connection or optical connection to pass between the inside and the outside of the recess 12, for example.
  • a part of the wiring board 10 protrudes from the inside of the recess 12 to the outside via a through part 13 ⁇ / b> A provided in a part of the frame part 11. Electrical connection between the electronic component 21 and an external electric circuit can be performed through the metallized layer 2 located in the protruding portion (not shown).
  • the penetrating part 13B provided in another part of the frame part 11B can function as a part where an optical connection member (not shown) such as an optical waveguide is disposed.
  • the optical waveguide is disposed so as to penetrate the frame portion 11B in the penetration portion 11B.
  • Optical connection between the electronic component and an external optical device (not shown) can be performed via the optical waveguide.
  • the lower surface and the side surface of the insulating substrate 1 have a first surface portion 1a with which the metallized layer 2 is in contact.
  • the lower surface of the insulating substrate 1 is bonded to the bottom surface of the recess 11a through the metallized layer 2.
  • the side surface of the insulating substrate 1 is bonded to each of the two inner side surfaces on the long side of the rectangular recess 12 in plan view via the metallized layer 2.
  • the wiring board 10 having the above-described configuration since the wiring board 10 having the above-described configuration is included, the bonding strength between the metal casing 11 and the insulating substrate 1 through the metallized layer 2 is high. Therefore, it is possible to provide the electronic device package 20 in which it is easy to manufacture the electronic device 30 with high long-term reliability.
  • the electronic device 30 is formed by accommodating the electronic component 21 in the recess 12 of the electronic device package 20 having the above-described configuration, for example.
  • the electronic component 21 is electrically connected to the metallized layer 2 through a conductive connecting material such as a bonding wire 22.
  • the lid body 23 is joined to the upper surface of the frame portion 11 ⁇ / b> B of the metal housing 11 to close the recess 12.
  • the recess 12 and the lid body 23 of the metal casing 11 constitute a container (no symbol) for hermetically sealing the electronic component 21.
  • the lid body 23 has, for example, a rectangular flat plate shape in plan view, and is made of a material containing a metal material similar to that of the metal housing 11.
  • the lid body 23 can also be manufactured by the same metal processing using the same metal material as that of the metal casing 11.
  • the lid body 23 can be joined to the upper surface of the frame portion 11B of the metal casing 11 by various joining methods such as a joining method using a low melting point brazing material or a welding method.
  • the wiring board 10 having the above-described configuration since the wiring board 10 having the above-described configuration is included, the bonding strength between the metal casing 11 and the insulating substrate 1 through the metallized layer 2 is high. Therefore, the electronic device 30 with high long-term reliability can be obtained.
  • the electronic component 21 may be mounted on the metal casing 11 (the upper surface of the bottom portion 11A) via the mount 24.
  • the mount 24 is disposed, for example, to reduce the difference in thermal expansion coefficient between the electronic component 21 and the metal casing 11 and reduce thermal stress.
  • the metallized layer 2 contains an additive containing at least one of a manganese compound and a molybdenum compound and silica. Yes. Manganese compounds and molybdenum compounds are also included in the second surface portion 2 a of the metallized layer 2. Further, in the wiring substrate 10 and the electronic device package 20 and the electronic device 30 including the wiring substrate 10 according to the embodiment, the insulating substrate 1 may also contain an additive containing at least one of a manganese compound and a molybdenum compound and silica. .
  • a material containing at least one of a manganese compound and a molybdenum compound and silica is also simply referred to as an additive.
  • the content of the additive in the insulating substrate 1 and the metallized layer 2 may be larger than the other portions of the insulating substrate 1 in the first surface portion 1a. Moreover, you may be larger than the other part of the metallization layer 2 in the 2nd surface part 2a.
  • the first surface portion 1a When the content rate of the additive is larger than the other portion of the insulating substrate 1 in the first surface portion 1a and larger than the other portion of the metallized layer 2 in the second surface portion 2a, the first surface portion 1a The bond strength between the same types of additives at the interface with the second surface portion 2a can be effectively increased. Therefore, the bonding strength between the metallized layer 2 and the insulating substrate 1 through the first surface portion 1a and the second surface portion 2a can be increased.
  • the metallized layer 2 is advantageous in terms of improving electrical characteristics such as reduction in conduction resistance. It is. Moreover, since the content rate of the additive is relatively small in the insulating substrate 1 other than the first surface portion 1a, it is advantageous in terms of securing electrical insulation and mechanical strength as the insulating substrate 1.
  • Content of additive in each part when content of additive is greater than other part of insulating substrate 1 at first surface portion 1a and greater than other part of metallized layer 2 at second surface part 2a Is set as follows, for example. That is, the content of the additive such as manganese compound and molybdenum compound in the first surface portion 1a of the insulating substrate 1 is, for example, about 1 to 20% by mass, and the content of the additive in other portions is about 5% by mass. % Or less and smaller than the first surface portion. Further, the content of additives such as manganese compounds and molybdenum compounds in the second surface portion 2a of the metallized layer 2 is, for example, about 1 to 20% by mass, and the content of the above additives in other portions is about 5% by mass. % Or less. Manganese or the like may be present in other portions of the metallized layer 2 as long as it is in a state other than a compound such as an oxide.
  • magnesium silicate can be formed by the reaction of the magnesium compound and silica. This magnesium silicate can function as a part of the silicate phase 3 described above. Thereby, the joint strength between the metallized layer 2 and the insulating substrate 1 can be increased.
  • the content of either one of the manganese compound and the molybdenum compound and the silica in the insulating substrate 1 and the metallized layer 2 including the first surface portion 1a and the second surface portion 2b should be measured by instrumental analysis such as elemental analysis described above, for example. Can do.
  • a cross-sectional sample is produced by cutting the bonding interface portion between the insulating substrate 1 and the metallized layer 2 in the thickness direction. If this cross section is observed with an SEM and subjected to elemental analysis, the abundance ratio of each element (Mo, Mn, Si, etc.) can be detected. Based on the result, the content of each compound can be measured.
  • the molybdenum compound may be molybdenum oxide.
  • the manganese compound may be manganese oxide.
  • the additive may include molybdenum oxide and manganese oxide. In other words, the additive may be composed of silica (silicon oxide) and at least one oxide of molybdenum and manganese.
  • the bonding strength between the additive containing the oxide and the insulating substrate 1 is increased. be able to. Therefore, in addition to the effect of effectively increasing the bonding strength between the same kinds of additives at the interface between the first surface portion 1a and the second surface portion 2a as described above, the bonding of the insulating substrate 1 and the metallized layer 2 can be performed. Strength can be improved effectively. Therefore, the wiring board 10 effective for improving the reliability of the electronic device 30 can be obtained. Further, the electronic device package 20 in which such an electronic device 30 can be easily manufactured can be obtained. In addition, the electronic device 30 that is advantageous in improving the reliability can be obtained. In addition, as in the above-described examples, the wiring board 10, the electronic device package 20, and the electronic device 30 are also effective in improving the transmission speed of high-frequency signals.
  • the molybdenum oxide functions as a pigment, and the insulating substrate 1 is colored in a dark color such as brownish brown. Thereby, reflection of light on the surface of the insulating substrate 1 is suppressed. Therefore, for example, when the electronic component 21 is a photoelectric conversion element, irregular reflection of light in the recess 12 is suppressed, and signal propagation efficiency is increased.
  • the insulating substrate 1 may further contain at least one of a manganese aluminate phase and a magnesium aluminate phase.
  • the manganese aluminate phase and the magnesium aluminate phase may be referred to as an aluminate phase without being particularly distinguished.
  • the insulating substrate 1 contains an aluminate phase, the progress of crystallization of alumina (aluminum oxide) and mullite in the insulating substrate 1 is reduced. Therefore, for these crystals, the crystal grain size becomes more uniform and can be miniaturized. Therefore, the dielectric loss tangent (so-called tan ⁇ ) as the wiring board 1 can be reduced.
  • the aluminate phase is present on the first surface portion 1a of the insulating substrate 1, the effect of reducing the dielectric loss tangent can be obtained effectively.
  • the aluminate phase may be included in the insulating substrate 1 other than the first surface portion 1a, but at least the effect described above is effectively obtained by the presence of the aluminate phase in the first surface portion 1a. be able to.
  • the manganese aluminate phase and the magnesium aluminate phase include, for example, a manganese component (manganese silicate phase and the like) and a magnesium component (magnesium silicate phase and the like) contained in the first surface portion 1a, and an aluminum oxide component (aluminum oxide) of the insulating substrate 1. Etc.). That is, by subjecting the wiring substrate 1 to a heat treatment, at least one of the manganese component and the magnesium component can be bonded to aluminum oxide, and the aluminate phase can be generated and precipitated.
  • the aluminate phase may also be contained in the second surface portion 2a of the metallized layer 2.
  • generated as mentioned above can be diffused and contained also in the 2nd surface part 2a which contact
  • the aluminate phase is also contained in the second surface portion 2a, the effect of reducing the dielectric loss tangent as described above can be enhanced.
  • the lower surface and the side surface of the insulating substrate 1 have the first surface portion 1a.
  • the metallized layer 2 is located on the lower surface and the side surface of the insulating substrate 1.
  • both the lower surface and the side surface of the insulating substrate 1 can be bonded to the inner surface of the recess 12 of the metal housing 11 via the metallized layer 2.
  • the inner surface of the recess 12 is the surface of the bottom 11A and the frame 11B, and corresponds to the bottom and inner surfaces of the recess 12. Therefore, the strength of joining the insulating substrate 1 (wiring substrate 10) to the metal housing 11 can be effectively improved.
  • the same kind of brazing material 4 can be used for both the lower surface and the side surface of the insulating substrate 1.
  • the electronic device package 20 according to the embodiment and the electronic device 30 including the electronic device package 20 include the wiring substrate 10 according to the above embodiment, the lower surface and the side surface of the insulating substrate 1 are metallized on the bottom surface and the inner surface of the recess 12 of the metal housing 11. It becomes what was joined through the layer 2.
  • the bonding strength between the insulating substrate 1 and the metal casing 11 is effectively improved. Therefore, for example, the electronic device package 20 and the electronic device 30 that are advantageous in improving the reliability of electrical and optical connection with an external electric circuit or the like via the wiring substrate 10 can be obtained.
  • the wiring board 10 the electronic device package 20, and the electronic device 30 of the embodiment, only the lower surface or side surface of the insulating substrate 1 may have the first surface portion 1a to which the metallized layer 2 is bonded. In this case, the number of steps for providing the metallized layer 2 on the insulating substrate 1 is reduced. Therefore, the wiring board 10 and the electronic device package 20 and the electronic device 30 including the wiring substrate 10 are advantageous in terms of productivity and economy.
  • the brazing material 4 may have a fillet 4F.
  • the bonding strength between the brazing material 4 and the metal casing 11 can be increased. That is, the bonding strength of the metal casing 11, the metallized layer 2, and the insulating substrate 1 through the brazing material 4 can be increased.
  • the thermal stress generated due to the difference in thermal expansion coefficient between the insulating substrate 1 and the metal housing 11 in the brazing material 4 portion can be relaxed in the fillet 4F portion.
  • the electronic device package 20 and the electronic device 30 that are advantageous in improving the reliability such as the sealing reliability of the electronic component 21 can be obtained.
  • such a fillet 4F is not limited to the bottom 11A of the metal casing 11, and may be present in the frame 11B of the metal casing 11. Also in this case, the electronic device package 20 and the electronic device 30 are effective for improving the reliability of the bonding between the insulating substrate 1 and the metal casing 11, that is, the reliability of the hermetic sealing of the electronic component 21. Can do.
  • Such a fillet 4F is formed by adjusting the conditions such as the amount (volume) of the brazing material 4, the brazing temperature, the surface roughness of the surface of the metal housing 11 and the metallized layer 2 in the brazing portion, and the like. 4 can be provided. For example, if the amount of the brazing material 4 is increased, the fillet 4F spreads outward from the brazed portion. In this case, if the amount of the brazing material 4 is too large, the expanded portion of the brazing material does not have a smooth concave fillet shape, but an irregularly shaped lump shape (a so-called fake shape, etc.). The effect may be reduced. In other words, the fillet 4 has a smooth concave outer surface, and is in contact with the metal casing 11 and the metallized layer 2 (2L) at a small wetting angle. Is advantageous.
  • the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible within the scope of the gist of the present invention.
  • the width of the frame portion 11B, which is a portion to which the lid body 23 is joined, of the metal casing 11 may be made smaller than the other portions in the upper surface portion to which the lid body 23 is joined.
  • a stepped portion (notch portion) may be provided on the outer surface or the inner surface near the upper surface of the frame portion 11B.

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Abstract

酸化アルミニウム質焼結体およびムライト質焼結体を含む第１表面部を有する絶縁基板と、マンガン化合物およびモリブデン化合物の少なくとも一方を含有しており、絶縁基板の第１表面部に接している第２表面部を含むメタライズ層とを備えており、メタライズ層の第２表面部および絶縁基板の第１表面部が、マンガンシリケート相およびマグネシウムシリケート相の少なくとも一方を含有している配線基板等である。

Description

配線基板、電子装置用パッケージおよび電子装置
　本発明は、セラミック材料からなる絶縁基板と絶縁基板に接合されたメタライズ層とを含む配線基板、電子装置用パッケージおよび電子装置に関する。
　電子部品の搭載用等に用いられる基板として、酸化アルミニウム質焼結体等の絶縁材料からなる絶縁基板と、絶縁基板の表面に設けられたメタライズ層とを含むものが知られている。メタライズ層は、電子部品と外部電気回路との電気的な接続のための導電路として機能する。また、電子部品から外部への放熱性の向上等のため、メタライズ層に金属製の部材が接合される場合がある。
　基板に電子部品が実装されてなる電子装置は、スマートフォンおよびタブレット等の電子機器において部品として使用される。このような電子装置において高密度化および高周波化が進んでいる。また、小型化に伴い機械的な強度の向上も求められている。このような要求に対して、酸化アルミニウムを含み、焼結助剤としてマグネシウム化合物等が添加された材料を絶縁基板として用いる技術が提案されている（特許文献１、２を参照）。
　本発明の１つの態様のメタライズ基板は、酸化アルミニウム質焼結体およびムライト質焼結体を含む第１表面部を有する絶縁基板と、マンガンおよびモリブデン化合物の少なくとも一方を含有しており、前記絶縁基板の前記第１表面部に接している第２表面部を含むメタライズ層とを備えている。該メタライズ層の前記第２表面部および前記絶縁基板の前記第１表面部が、マンガンシリケート相およびマグネシウムシリケート相の少なくとも一方を含有している。
　本発明の１つの態様の電子装置用パッケージは、上記構成の配線基板と、凹部を有する金属筐体とを備える。金属筐体の凹部の内面に前記絶縁基板が、前記メタライズ層を介して接合されている。
　本発明の１つの態様の電子装置は、上記構成の電子装置用パッケージと、前記金属筐体の凹部内に収容された電子部品とを備える。
（ａ）は本発明の実施形態の配線基板の一例を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ線における断面図である。 本発明の実施形態の電子装置用パッケージの一例を示す断面図である。 本発明の実施形態の電子装置の一例を示す断面図である。 図１のＢ部分を拡大して示す断面図である。 図２のＣ部分を拡大して示す断面図である。
　本発明の実施形態の配線基板、電子装置用パッケージおよび電子装置を、添付の図面を参照して説明する。なお、以下の説明における上下の区別は説明上の便宜的なものであり、実際に配線基板、電子装置用パッケージまたは電子装置が使用されるときの上下を限定するものではない。
　図１（ａ）は本発明の実施形態の配線基板の一例を示す平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ－Ａ線における断面図である。図２は本発明の実施形態の電子装置用パッケージの一例を示す断面図である。図３は本発明の実施形態の電子装置の一例を示す断面図である。図４は、図１に示す配線基板のＢ部分を拡大して示す断面図である。なお、図１（ａ）は断面図ではないが、識別しやすくするため、一部にハッチングを施している。また、配線基板に含まれないが電子装置用パッケージまたは電子装置には含まれる要素の一部を破線で示している。
　絶縁基板１と、絶縁基板１に接しているメタライズ層２とによって、実施形態の配線基板10が基本的に構成されている。また、実施形態の配線基板10と、凹部12を有する金属筐体11とを有し、その凹部12の内面に絶縁基板１がメタライズ層２を介して接合されて、実施形態の電子装置用パッケージ20が基本的に構成されている。また、実施形態の電子装置20と、金属筐体11の凹部12内に収容された電子部品21とによって、実施形態の電子装置30が基本的に構成されている。収容された電子部品21は、例えばメタライズ層２の一部を介して外部と電気的に接続される。以下、配線基板10、電子装置用パッケージ20および電子装置30の詳細について説明する。
　（配線基板）
　配線基板10を構成している絶縁基板１は、例えば平面視で矩形状の板状部材であり、上面、下面および側面を有している。絶縁基板１は、例えば、複数のメタライズ層２を配置するための基体として機能する。
　この絶縁基板１は、酸化アルミニウム質焼結体およびムライト質焼結体を含む第１表面部１ａを有している。配線基板10における第１表面部１ａは、絶縁基板１の表面のうちメタライズ層２が接している部分である。この実施形態の配線基板10では、絶縁基板１の下面および側面にメタライズ層２が接している。すなわち、絶縁基板１の下面および側面のメタライズ層２と接合されている部分が、第１表面部１ａである。
　なお、絶縁基板１は、その全体が酸化アルミニウム質焼結体およびムライト質焼結体を含むセラミック焼結体からなるものでもよい。この場合、絶縁基板１は、アルミニウム質焼結体およびムライト質焼結体からなる複数の絶縁層（図示せず）が積層されて形成されたものでも構わない。
　このような絶縁基板１は、例えば次のようにして製作することができる。すなわち、酸化アルミニウムおよびムライトの原料粉末を適当な添加材、有機バインダおよび有機溶剤と混練してスラリーを作製する。このスラリーをドクターブレード法等の方法でシート状に成形して四角シート状の複数のセラミックグリーンシートを作製する。次に、これらのセラミックグリーンシートを積層して積層体を作製する。その後、この積層体を1300～1600℃の温度で焼成することによって絶縁基板１を製作することができる。上記の添加材としては、シリカ（酸化ケイ素）、酸化マンガン、酸化モリブデンおよび炭酸マグネシウム等を用いることができる。
　絶縁基板１の下面のみが、メタライズ層２が接する第１表面部１ａを有する面であってもよい。この場合には、絶縁基板１を形成する複数の絶縁層のうち少なくとも最下層のものを、酸化アルミニウム質焼結体およびムライト質焼結体を含む絶縁層とすればよい。他の絶縁層は、例えば酸化アルミニウム質焼結体からなるものでもよい。酸化アルミニウム質焼結体およびムライト質焼結体を含む絶縁層と他の絶縁層とは、例えばろう材またはガラス等の接合材を介した接合法によって互いに接合させることができる（この形態は図示せず）。
　メタライズ層２は、例えば後述する各種の金属部材を接合するためのろう付け用の金属層として機能する。また、メタライズ層２は、前述したように、電子部品21と外部の電気回路とを電気的に接続させるための導電路としても機能し得る。図１および以下に参照する各図では、導電路としてのメタライズ層２を他のメタライズ層２Ｌとして示している。他のメタライズ層２Ｌも、絶縁基板１の表面においては第１表面部１ａに接している。
　実施形態の配線基板10では、絶縁基板１の下面および側面にメタライズ層２が接し、接合されている。このメタライズ層２は、マンガンおよびモリブデン化合物の少なくとも一方とシリカとを含有している。マンガン化合物およびモリブデン化合物は、例えばマンガンおよびモリブデンそれぞれの酸化物またはケイ酸塩（シリケート）等である。
　また、メタライズ層２は、絶縁基板１の第１表面部１ａに接している第２表面部２ａを含んでいる。言い換えれば、メタライズ層２の表面のうち絶縁基板１の下面および側面等の第１表面部１ａに接している面が第２表面部２ａである。
　メタライズ層２は、その全体がモリブデンおよびマンガンを含む金属材料の焼結体からなるものでもよい。メタライズ層２は、モリブデンおよびマンガン以外に、絶縁基板１（セラミックグリーンシート）との焼結挙動の調整用等の無機物（セラミックまたはガラス等）からなるフィラー粒子を含有していてもよい。
　また、実施形態の配線基板10において、メタライズ層２の第２表面部２ａには、シリカ、酸化マンガンおよび酸化マグネシウムといった酸化物が含まれている。メタライズ層２に含まれる上記酸化物は、前述したように絶縁基板１の第１表面部１ａにも含まれている。これらの酸化物同士の結合によりメタライズ層２の絶縁基板１に対する接合の強度を高めることができる。
　このような効果を得るためには、メタライズ層２は、少なくとも第２表面部２ａにおけるシリカ、酸化マンガンおよび酸化マグネシウムの合計の含有率が１～20質量％であればよい。
　メタライズ層２の第２表面部２ａおよび絶縁基板１の第１表面部１ａは、マンガンシリケート相およびマグネシウムシリケート相の少なくとも一方３を含有している。以下、マンガンシリケート相およびマグネシウムシリケート相の少なくとも一方３は、単にシリケート相３という場合がある。また、以下の説明おけるシリケート相３による効果は、マンガンシリケート相およびマグネシウムシリケート相のいずれか一方であっても、両方であっても、同様に得ることができる。
　なお、絶縁基板１は、第１表面部１ａ以外の部分にもマンガンシリケート相およびマグネシウムシリケート相が含有されていてもよい。また、絶縁基板１が、マンガン、マグネシウムおよびシリカの少なくとも１種を含有していてもよい。絶縁基板１の例えば全体が、このような成分をさらに含有している場合には、酸化アルミニウムおよびムライトの結晶化の進展を低減させて、緻密化をさせることができる。これにより、絶縁基板１の機械的な強度を向上させることができる。
　図４は、この第１表面部１ａおよび第２領域２ａを含む部分を拡大して断面図である。シリケート相３は、不定形等であり、その一例を図４において模式的に示している。図４において、絶縁基板１とメタライズ層２との境界線Ｋと上側の仮想線（二点鎖線）との間が第１表面部１ａであり、絶縁基板１とメタライズ層２との境界線Ｋと下側の仮想線（二点鎖線）との間が第２表面部２ａである。第１表面部１ａおよび第２表面部２ａでは、他の部分よりもシリケート相が多く分散して、含まれている。
　実施形態の配線基板10では、メタライズ層２と絶縁基板１との界面において、互いに接し合うメタライズ層２の第２表面部２ａおよび絶縁基板１の第１表面部１ａの両方に含まれたマシリケート相３同士が強固に接合し合っている。そのため、メタライズ層２の絶縁基板１に対する接続信頼性を効果的に向上させることができる。また、メタライズ層２が配置される部分（第１表面部１ａ）は、酸化アルミニウム質焼結体等に比べて比誘電率が小さいムライト質焼結体を含んでいる。そのため、メタライズ層２を高周波信号が伝送されるときの伝送速度を向上させることができる。
　したがって、メタライズ層２と絶縁基板１との接合強度が高く、両者の接続信頼性が効果的に高められている。このようなメタライズ層２を介して絶縁基板１に金属筐体11等の金属部材を接合するときには、金属筐体11と絶縁基板１との接続信頼性を効果的に高くすることができる。
　シリケート相３は、例えば、図４に示すような不定形状の粒子であり、マンガンシリケートまたはマグネシウムシリケートの多結晶体である。これらのシリケート相３粒子は、複雑に曲がった凹凸を含む表面を有している。この場合には、メタライズ層２と絶縁基板１とに対するシリケート相の接合面積を大きくすることが容易である。また、メタライズ層２および絶縁基板１とシリケート相３との接合界面が、メタライズ層２と絶縁基板１との界面に平行な方向に対して斜め（直交を含む）になりやすい。そのため、メタライズ層２と絶縁基板１との界面に平行な方向に作用する応力によるメタライズ層２の剥がれを抑制する効果も比較的大きい。
　第１表面部１ａおよび第２表面部２ａにおけるシリケート相３の存在割合は、例えば図４に示すような断面の観察における面積の割合として、約10～40体積％であればよい。この存在割合は、上記のようにメタライズ層２と絶縁基板１との接合界面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）等で観察するとともに、ＸＤＲ法によるシリケート相の元素分析で測定することができる。
　シリケート相３は、図４に示すような不定形状のものに限らず、球状、楕円球状または球状等であって表面の一部に凹凸を有するものでも構わない。また、複数種の形状のシリケート相３が含まれていてもよい。シリケート相３（粒子）の粒径についても、複数のもの同士で互いに異なる粒径でもよく、同じ程度に粒径が揃っていてもよい。不定形状のシリケート相３の粒径は、例えば、断面における最大の差し渡し距離として求めることができる。
　上記のようなメタライズ層２は、例えば次のようにして形成することができる。まず、前述したような方法で、酸化アルミニウム質焼結体およびムライト質焼結体を含む絶縁基板１を作製する。絶縁基板１の下面および側面が第１表面部１ａを含むものとして以下の工程を進める。
　次に、絶縁基板１の下面および側面に、メタライズ層２用の金属ペーストをスクリーン印刷法等の方法で所定パターンに塗布する。金属ペーストは、例えば、モリブデンおよびマンガンそれぞれの粉末を主原料とする原料粉末に、適当な有機溶剤、バインダを添加し、これらをミル等で混練することによって作製することができる。この金属ペーストにはシリカ（酸化ケイ素）、酸化マンガン、酸化モリブデンおよび酸化マグネシウム等の、セラミックグリーンシートに添加する材料と同様の材料が添加しておく。
　次に、金属ペーストを所定パターンに塗布した絶縁基板１を、約1100～1400℃程度の温度で焼成（いわゆる後焼成）する。これによって、金属ペーストと絶縁基板１とがシリカ等のガラス質を介して互いに接合される。以上の工程によって、絶縁基板１にメタライズ層２を形成することができる。
　上記の焼成の際に、金属ペーストと絶縁基板１との界面部分において酸化マンガンおよび酸化マグネシウムとシリカとの反応が生じ、マンガンシリケートおよびマグネシウムシリケートが生成する。例えば金属ペーストにマグネシウムが添加されていなければ、金属ペースト側では酸化マンガンのみが生成する。この場合にも、絶縁基板１が酸化マグネシウムを含有していれば（添加されていれば）、メタライズ層２と絶縁基板１との接合界面部分に酸化マグネシウムを生成させることもできる。
　なお、図１に示す例では、絶縁基板１の下面の第１表面部１ａに接するメタライズ層２に金属部材が接合された状態を示している。この金属部材は、後述する電子装置用パッケージ20に含まれる金属筐体11の一部であり、この金属筐体11の底部11Ａである。この詳細については以下で説明する。また、この例では、メタライズ層２と金属筐体11とは、ろう材４を介して接合されている。ろう材４は、例えば、銀ろう（ＪＩS規格のＢＡｇ８等）である。
　（電子装置用パッケージ）
　実施形態の電子装置用パッケージ20は、前述したように、実施形態の配線基板10と、凹部11ａを有する金属筐体11とによって形成されている。金属筐体11の凹部11ａの内面に絶縁基板１が、メタライズ層２を介して接合されている。
　金属筐体11は、この実施形態の例では、例えば図２に示すように、金属製の平板状部材である底部11Ａと、金属製の枠状部材である枠部11Ｂとが接合されて形成されている。底部11Ａの上面と枠部11Ｂの内側面とで囲まれた領域が、配線基板10および電子部品21を収容するための容器の一部を構成する。
　なお、金属筐体11は、底部と枠部とが一体的に形成されたもの（図示せず）でも構わない。一体型の金属筐体の場合には、底部11Ａと枠部11Ｂとの接合界面がないため、凹部12内を気密封止するときの気密性を高める上では有利である。また、底部11Ａと枠部11Ｂとの接合の工程が不要であるため、電子装置用パッケージ20としての生産性向上についても有利である。
　金属筐体11は、例えば、銅、銅を含む合金材料、鉄－ニッケル合金、鉄－ニッケル－コバルト合金またはステンレス鋼等の金属材料によって形成されている。金属筐体11は、上記のような金属材料に、圧延、切断、研磨、研削およびエッチング等の金属加工を適宜選択して施すことによって、製作することができる。また、底部11Ａと枠部11Ｂとは、例えば銀ろう等のろう材を介した接合等の種々の接合法によって、互いに接合させることができる。
　また、この実施形態の例では、枠部11Ｂの一部に、枠の内外を（内側面から外側面にかけて）貫通する貫通部13Ａ、13Ｂが設けられている。貫通部13Ａ、13Ｂは、例えば、凹部12の内側と外側との間で、電気接続または光接続等のための接続部材を通すための開口部として機能する。図２に示す例では、枠部11の一部に設けられた貫通部13Ａを介して配線基板10の一部が凹部12の内側から外側に張り出している。この張り出した部分（符号なし）に位置するメタライズ層２を介して、電子部品21と外部の電気回路との電気的な接続を行なうことができる。
　枠部11Ｂの他の一部に設けられた貫通部13Ｂは、例えば光導波路等の光接続部材（図示せず）が配置される部分として機能し得る。この場合、貫通部11Ｂにおいて枠部11Ｂを貫通するように光導波路が配置される。光導波路を介して、電子部品と外部の光学装置（図示せず）との光接続を行なわせることができる。
　図２に示す例では、絶縁基板１の下面および側面が、メタライズ層２が接する第１表面部１ａを有している。凹部11ａの底面に絶縁基板１の下面がメタライズ層２を介して接合されている。また、平面視で長方形状の凹部12の長辺側の２つの内側面のそれぞれに絶縁基板１の側面がメタライズ層２を介して接合されている。
　このような電子装置用パッケージ20によれば、上記構成の配線基板10を含むことから、メタライズ層２を介した金属筐体11と絶縁基板１との接合強度が高い。そのため、長期信頼性が高い電子装置30を製作することが容易な電子装置用パッケージ20を提供することができる。
　（電子装置）
　実施形態の電子装置30は、前述したように、例えば上記構成の電子装置用パッケージ20の凹部12内に電子部品21が収容されて形成されている。電子部品21は、例えばボンディングワイヤ22等の導電性接続材を介してメタライズ層２に電気的に接続されている。また、図３に示す例では、蓋体23が金属筐体11の枠部11Ｂの上面に接合され、凹部12を塞いでいる。これによって、金属筐体11の凹部12と蓋体23とによって、電子部品21を気密封止する容器（符号なし）が構成されている。
　蓋体23は、例えば平面視で四角形の平板状であり、金属筐体11と同様の金属材料を含む材料によって作製されている。蓋体23についても、金属筐体11と同様の金属材料を用い、同様の金属加工によって製作することができる。蓋体23は、例えば低融点ろう材を介した接合法または溶接法等の種々の接合法によって、金属筐体11の枠部11Ｂ上面に接合することができる。
　このような電子装置30によれば、上記構成の配線基板10を含むことから、メタライズ層２を介した金属筐体11と絶縁基板１との接合強度が高い。したがって、長期信頼性の高い電子装置30とすることができる。
　電子部品21は、マウント24を介して金属筐体11（底部11Ａの上面）に搭載されていてもよい。マウント24は、例えば、電子部品21と金属筐体11との熱膨張率の差を緩和して、熱応力を低減するために配置される。
　実施形態の配線基板10およびこれを含む電子装置用パッケージ20および電子装置30において、前述したように、メタライズ層２は、マンガン化合物およびモリブデン化合物の少なくとも一方とシリカとを含む添加物を含有している。マンガン化合物およびモリブデン化合物は、メタライズ層２の第２表面部２ａにも含まれている。また、実施形態の配線基板10およびこれを含む電子装置用パッケージ20および電子装置30において、絶縁基板１にもマンガン化合物およびモリブデン化合物の少なくとも一方とシリカとを含む添加物が含まれていてもよい。以下、マンガン化合物およびモリブデン化合物の少なくとも一方とシリカとを含むものを単に添加物ともいう。
　このような場合に、絶縁基板１およびメタライズ層２における添加物の含有率は、第１表面部１ａにおいて絶縁基板１の他の部分よりも大きくてもよい。また、第２表面部２ａにおいてメタライズ層２の他の部分よりも大きくてもよい。
　添加物の含有率が、第１表面部１ａにおいて絶縁基板１の他の部分よりも大きく、第２表面部２ａにおいてメタライズ層２の他の部分よりも大きい場合には、第１表面部１ａと第２表面部２ａとの界面における同種の添加物同士の結合の強度を効果的に高めることができる。したがって、第１表面部１ａおよび第２表面部２ａを介したメタライズ層２と絶縁基板１との接合の強度を高めることができる。
　また、このような場合には、メタライズ層２のうち第２表面部２ａ以外では添加物の含有率が比較的小さいため、メタライズ層２としての導通抵抗の低減等の電気的な特性向上に関し有利である。また、絶縁基板１のうち第１表面部１ａ以外では添加物の含有率が比較的小さいため、絶縁基板１としての電気絶縁性および機械的強度の確保等に関し有利である。
　添加物の含有率が、第１表面部１ａにおいて絶縁基板１の他の部分よりも大きく、第２表面部２ａにおいてメタライズ層２の他の部分よりも大きい場合の各部分の添加物の含有率は、例えば次のように設定される。すなわち、絶縁基板１の第１表面部１ａにおけるマンガン化合物およびモリブデン化合物等の添加物の含有率は、例えば約１～20質量％であり、他の部分における上記添加物の含有率は約５質量％以下であって第１表面部よりも小さい値である。また、メタライズ層２の第２表面部２ａにおけるマンガン化合物およびモリブデン化合物等の添加物の含有率は、例えば約１～20質量％であり、他の部分における上記添加物の含有率は約５質量％以下である。メタライズ層２の他の部分に、酸化物等の化合物以外の状態であれば、マンガン等が存在していても構わない。
　シリカ以外の上記添加物について、マンガン化合物およびモリブデン化合物以外のものとしては、マグネシウム、アルミニウム、シリコン（ケイ素）およびジルコニウム等の酸化物が挙げられる。添加物としてマグネシウムの酸化物が含まれている場合には、マグネシウム化合物とシリカとの反応でマグネシウムシリケートが生成し得る。このマグネシウムシリケートは、前述したシリケート相３の一部として機能することができる。これにより、メタライズ層２と絶縁基板１との接合の強度を高めることもできる。
　第１表面部１ａおよび第２表面部２ｂを含む絶縁基板１およびメタライズ層２におけるマンガン化合物およびモリブデン化合物のいずれか一方およびシリカの含有率は、例えば前述した元素分析等の機器分析で測定することができる。この場合には、絶縁基板１とメタライズ層２との接合界面部分を厚み方向に切断した断面試料を作製する。この断面をＳＥＭで観察して元素分析すれば、各元素（Ｍｏ、Ｍｎ、Ｓｉ等）の存在割合を検知できる。その結果に基づいて、各化合物の含有率を測定することができる。
　なお、上記の各例において、モリブデン化合物が酸化モリブデンであってもよい。また、マンガン化合物が酸化マンガンであってもよい。添加物は、酸化モリブデンおよび酸化マンガンを含むものであってもよい。言い換えれば、添加物は、シリカ（酸化ケイ素）とモリブデンおよびマンガンの少なくとも一方の酸化物とにより構成されるものであってもよい。
　この場合には、絶縁基板１の第１表面部が酸化アルミニウムおよびムライト質焼結体を含む絶縁基板が酸化物であるため、酸化物を含む添加剤と絶縁基板１との接合の強度を高めることができる。そのため、前述した、第１表面部１ａと第２表面部２ａとの界面における同種の添加物同士の結合の強度を効果的に高める効果とあわせて、絶縁基板１とメタライズ層２との接合の強度を効果的に向上させることができる。したがって、電子装置30としての信頼性向上に有効な配線基板10とすることができる。また、そのような電子装置30を容易に製作することが可能な電子装置用パッケージ20とすることができる。また、信頼性向上に有利な電子装置30とすることができる。また、前述した各例と同様に、これらの配線基板10、電子装置用パッケージ20および電子装置30は、高周波信号の伝送速度向上にも有効である。
　また、上記のように酸化モリブデンが添加されている場合には、酸化モリブデンが顔料として機能し、絶縁基板１が茶褐色等の暗色に着色される。これにより、絶縁基板１の表面における光の反射が抑制される。そのため、例えば電子部品21が光電変換素子であるときに、凹部12内での光の乱反射が抑制されて、信号の伝搬効率が高められる。
　また、上記各例の配線基板10、電子装置用パッケージ20および電子装置30において、絶縁基板１が、マンガンアルミネート相およびマグネシウムアルミネート相の少なくとも一方をさらに含有していてもよい。以下において、マンガンアルミネート相およびマグネシウムアルミネート相を、特に区別せずアルミネート相という場合がある。絶縁基板１がアルミネート相を含有している場合には、絶縁基板１のアルミナ（酸化アルミニウム）およびムライト結晶化の進展が低減される。そのため、これらの結晶について、結晶粒径がより均一になり、かつ微小化できる。そのため、配線基板１としての誘電正接（いわゆるｔａｎδ）を低減させることができる。
　この場合、アルミネート相が絶縁基板１の第１表面部１ａに存在していれば、上記誘電正接の低減効果を有効に得ることができる。アルミネート相は、第１表面部１ａ以外の絶縁基板１内部にも含まれていて構わないが、少なくとも、第１表面部１ａにアルミネート相が存在することにより、前述した効果を有効に得ることができる。
　マンガンアルミネート相およびマグネシウムアルミネート相は、例えば、第１表面部１ａに含有されているマンガン成分（マンガンシリケート相等）およびマグネシウム成分（マグネシウムシリケート相等）と、絶縁基板１の酸化アルミニウム成分（酸化アルミニウム等）とによって生成されている。すなわち、配線基板１に熱処理を施すことによって、上記マンガン成分およびマグネシウム成分の少なくとも一方と酸化アルミニウムとを結合させて、上記アルミネート相を生成させて析出させることができる。
　なお、アルミネート相は、メタライズ層２の第２表面部２ａにも含有されていて構わない。例えば上記のようにして生成させたアルミネート相は、第１表面部１ａに接した第２表面部２ａにも拡散して含有され得る。第２表面部２ａにもアルミネート相が含有されている場合には、上記のような誘電正接の低減効果を高めることができる。　実施形態の配線基板10では、絶縁基板１の下面および側面が第１表面部１ａを有している。また、絶縁基板１の下面および側面にメタライズ層２が位置している。このような形態の配線基板10であれば、絶縁基板１の下面および側面の両方を、金属筐体11の凹部12の内面にメタライズ層２を介して接合させることができる。この凹部12の内面は底部11Ａおよび枠部11Ｂの表面であり、凹部12の底面および内側面に相当する。そのため、絶縁基板１（配線基板10）の金属筐体11に対する接合の強度を効果的に向上させることができる。上記の接合は、絶縁基板１の下面および側面の両方ともに同じ種類のろう材４を用いることができる。
　実施形態の電子装置用パッケージ20およびこれを含む電子装置30について、上記形態の配線基板10が含まれるときには、金属筐体11の凹部12の底面および内側面に絶縁基板１の下面および側面がメタライズ層２を介して接合されたものになる。このような電子装置用パッケージ20およびこれを含む電子装置30は、絶縁基板１と金属筐体11との接合の強度が効果的に向上されている。したがって、例えば配線基板10を介した外部の電気回路等との電気的および光学的な接続の信頼性の向上について有利な電子装置用パッケージ20および電子装置30とすることができる。
　なお、実施形態の配線基板10、電子装置用パッケージ20および電子装置30において、絶縁基板１の下面または側面のみが、メタライズ層２が接合された第１表面部１ａを有していてもよい。この場合には、絶縁基板１にメタライズ層２を設ける工程数が低減される。そのため、配線基板10およびこれを含む電子装置用パッケージ20および電子装置30としての生産性および経済性等の点では有利である。
　また、実施形態の配線基板10を含む電子装置用パッケージ20および電子装置30において、メタライズ層２（他のメタライズ層２Ｌを含む）および金属筐体11とのろう材4による接合構造において、例えば図５に示すように、ろう材４がフィレット４Ｆを有する形態であってもよい。ろう材４にフィレット４Ｆ部分が存在する場合には、ろう材４と金属筐体11との接合の強度を高めることができる。つまり、ろう材４を介した金属筐体11とメタライズ層２と絶縁基板１との接合の強度を高めることができる。また、ろう材４部分において絶縁基板１と金属筐体11との熱膨張率の差に起因して生じる熱応力を、フィレット４Ｆ部分において緩和することができる。
　これにより、絶縁基板１と金属筐体11との接合の信頼性を効果的に高めることができる。したがって、電子部品21の封止の信頼性等の信頼性向上に有利な電子装置用パッケージ20および電子装置30とすることができる。
　なお、このようなフィレット４Ｆは、金属筐体11の底部11Ａには限定されず、金属筐体11の枠部11Ｂにおいて存在していてもよい。この場合にも、絶縁基板１と金属筐体11との接合の信頼性、つまり電子部品21の気密封止の信頼性等の向上に有効な、電子装置用パッケージ20および電子装置30とすることができる。
　また、枠部11Ｂにおいて、ろう材４がフィレット４Ｆを有するものであるときには、例えば蓋体23が金属筐体11（枠部11Ｂ）の上面に接合されるときの熱によりろう材４に熱応力が加わったとしても、蓋体23と枠部11Ｂとの接合の信頼性を効果的に高めることができる。
　このようなフィレット４Ｆは、例えば、ろう材４の量（体積）、ろう付け温度、ろう付け部分における金属筐体11およびメタライズ層２表面の表面粗さ等の条件を調整することによって、ろう材４に設けることができる。例えば、ろう材４の量を多くすれば、フィレット４Ｆはろう付け部分から外側に広がる。この場合、ろう材４の量が多すぎると、ろう材の広がった部分が滑らかな凹面上のフィレット形状にならず、不定形状の塊状（いわゆるだま状等）になるため、熱応力を緩和する効果が小さくなる可能性がある。言い換えれば、フィレット４は、滑らかな凹面状の外面を有し、金属筐体11およびメタライズ層２（２Ｌ）に対して小さい濡れ角で接しているものが、気密封止等の信頼性向上に関しては有利である。
　なお、本発明は以上の実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内であれば種々の変更は可能である。例えば、金属筐体11のうち蓋体23が接合される部分である枠部11Ｂの幅を、蓋体23が接合される上面部分において他の部分よりも小さくしてもよい。言い換えれば、枠部11Ｂの上面近くにおいて、外側面または内側面に段状部（切欠き部）を設けてもよい。この場合には、蓋体23の接合時に、枠部11Ｂの変形による熱応力緩和の効果を高めて、機密封止等の信頼性を向上させることができる。
１・・・絶縁基板
１ａ・・・第１表面部
２・・・メタライズ層
２ａ・・・第２表面部
２Ｌ・・・他のメタライズ層
３・・・シリケート相
４・・・ろう材
４Ｆ・・・フィレット
10・・・配線基板
11・・・金属筐体
11Ａ・・・底部
11Ｂ・・・枠部
12・・・凹部
13Ａ、13Ｂ・・・貫通部
14ｂ・・・第２接続点
20・・・電子装置用パッケージ
21・・・電子部品
22・・・ボンディングワイヤ
23・・・蓋体
24・・・マウント
30・・・電子装置

Claims (8)

  1. 　酸化アルミニウム質焼結体およびムライト質焼結体を含む第１表面部を有する絶縁基板と、
    マンガン化合物およびモリブデン化合物の少なくとも一方を含有しており、前記絶縁基板の前記第１表面部に接している第２表面部を含むメタライズ層とを備えており、
    該メタライズ層の前記第２表面部および前記絶縁基板の前記第１表面部が、マンガンシリケート相およびマグネシウムシリケート相の少なくとも一方を含有している配線基板。
  2. 　前記絶縁基板および前記メタライズ層が、マンガン化合物およびモリブデン化合物の少なくとも一方とシリカとを含む添加物を含有しており、
    前記絶縁基板および前記メタライズ層における前記添加物の含有率は、前記第１表面部において前記絶縁基板の他の部分よりも大きく、前記第２表面部において前記メタライズ層の他の部分よりも大きい請求項１記載の配線基板。
  3. 　前記モリブデン化合物が酸化モリブデンである請求項２記載の配線基板。
  4. 　前記絶縁基板がマンガンアルミネート相およびマグネシウムアルミネート相の少なくとも一方をさらに含有している請求項１～請求項３のいずれか１項記載の配線基板。
  5. 　前記絶縁基板の下面および側面が前記第１表面部を有しているとともに、前記絶縁基板の前記下面および前記側面に前記メタライズ層が位置している請求項１～請求項４のいずれか１項記載の配線基板。
  6. 　請求項１～請求項５のいずれか１項記載の配線基板と、
    凹部を有する金属筐体とを備えており、
    該金属筐体の凹部の内面に前記絶縁基板が、前記メタライズ層を介して接合されている電子装置用パッケージ。
  7. 　前記金属筐体の凹部の底面および内側面に前記絶縁基板の下面および側面が、前記メタライズ層を介して接合されている請求項５を引用する請求項６記載の電子装置用パッケージ。
  8. 　請求項６または請求項７記載の電子装置用パッケージと、
    前記金属筐体の凹部内に収容された電子部品とを備える電子装置。
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