(57)【要約】【課題】  低抵抗導体を主成分とする配線を備え、熱膨張率および絶縁信頼性の高い多層配線基板およびその製造方法を提供する。【解決手段】  本発明は、クォーツを主結晶とし、フォルステライトを副結晶として含む複数のガラスセラミック絶縁層１１、１２、１３、１４を積層した絶縁基体１の内部に、Ｃｕ、ＡｇおよびＡｕの群から選ばれる少なくとも一種の低抵抗導体を主成分とする貫通導体２および配線層３を備えた多層配線基板において、絶縁基体１のボイド率が５％以下であり、Ｘ線回折のピーク強度からリートベルト解析により求めた絶縁基体１におけるクォーツの含有量が３０〜４０質量％、フォルステライトの含有量が１６〜２５質量％、コージェライトの含有量が１．０質量％未満であることを特徴とするものである。【選択図】  図１
2010056271.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クォーツを主結晶とし、フォルステライトを副結晶として含む複数のガラスセラミック絶縁層を積層した絶縁基体の内部に、Ｃｕ、ＡｇおよびＡｕの群から選ばれる少なくとも一種の低抵抗導体を主成分とする貫通導体および配線層を備えた多層配線基板において、前記絶縁基体のボイド率が５％以下であり、Ｘ線回折のピーク強度からリートベルト解析により求めた前記絶縁基体における前記クォーツの含有量が３０〜４０質量％、前記フォルステライトの含有量が１６〜２５質量％、コージェライトの含有量が１．０質量％未満であることを特徴とする多層配線基板。
【請求項２】
クォーツからなるフィラー本体の表面を覆うように該フィラー本体１００質量部に対して３〜１０質量部の割合で複数のＴｉＯ２粒子を付着させてセラミックフィラーを作製する工程と、
ＳｉＯ２換算で３８〜５０ｍｏｌ％のＳｉと、Ｂ２Ｏ３換算で５〜１０ｍｏｌ％のＢと、Ａｌ２Ｏ３換算で４〜９ｍｏｌ％のＡｌと、ＭｇＯ換算で２５〜３８ｍｏｌ％のＭｇと、ＣａＯ換算で１〜３ｍｏｌ％のＣａと、ＢａＯ換算で７〜１１ｍｏｌ％のＢａとを含有するガラス粉末を用意する工程と、
前記フィラー本体が３０〜４０質量％で前記ガラス粉末が６０〜７０質量％の割合となるように、前記セラミックフィラーと前記ガラス粉末とを含むガラスセラミックグリーンシートを作製する工程と、
該ガラスセラミックグリーンシートを貫通する貫通孔を形成して貫通導体用ペーストを充填するとともに前記ガラスセラミックグリーンシートの一方の主面に配線層用導体ペーストを塗布する工程と、
前記貫通導体用ペーストの充填および前記配線層用導体ペーストの塗布がなされた前記ガラスセラミックグリーンシートを複数積層してガラスセラミックグリーンシート積層体を作製する工程と、
該ガラスセラミックグリーンシート積層体を焼成する工程と
を有することを特徴とする多層配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子収納用パッケージや高周波モジュール基板等に適用され、低抵抗導体を主成分とする配線を備えた多層配線基板およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、高度情報化時代を迎え、情報伝達はより高速化、高周波化が進み、搭載される半導体素子もより高集積化され、光通信や高速インターフェースといったＧＨｚレベル以上の高周波信号を処理する電子機器として携帯電話やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などの電子機器が急速に普及している。
【０００３】
このような電子機器に使用される配線基板は、マサーボードなどの有機樹脂を含む高熱膨張係数のプリント配線基板に実装したときに、プリント配線基板との間の熱膨張差による応力で配線基板とプリント配線基板との半田接合部が剥離したり、この半田接合部にクラックが生じたりしてしまうのを防止するために、配線基板を構成する絶縁基体の熱膨張係数がプリント配線基板の熱膨張係数と近い値（高熱膨張係数）であることが要求される。
【０００４】
この要求に対し、絶縁基体が、Ｌｉ２Ｏを５〜３０重量％含有し、屈伏点が４００℃〜８００℃のリチウム珪酸ガラスを２０〜８０体積％と、少なくともフォルステライトとクォーツとを含むフィラー成分を総量で２０〜８０体積％の割合で含む成形体を焼成して得られた４０℃〜４００℃における線熱膨張係数が８〜１８ｐｐｍ／℃の焼結体からなることを特徴とする配線基板が提案されている（特許文献１を参照。）。
【特許文献１】特開平９−７４１５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の配線基板では、フォルステライトとクォーツとを含むフィラー成分を多くすることで高い熱膨張係数を有する焼結体からなる絶縁基体が得られるものの、フィラー成分を多くするとガラス成分が少なくなって焼結性が低下することから、低ボイド率（ボイド率５％以下）の焼結体を得ることができない。
【０００６】
一方、情報伝達の高速化および半導体素子の高集積化に対応するため、狭ピッチであって絶縁層が薄層であることも要求されている。そのため、絶縁基体を低ボイド率なものとして高い絶縁信頼性を確保する必要がある。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、低抵抗導体を主成分とする配線を備え、熱膨張率および絶縁信頼性の高い多層配線基板およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、クォーツを主結晶とし、フォルステライトを副結晶として含む複数のガラスセラミック絶縁層を積層した絶縁基体の内部に、Ｃｕ、ＡｇおよびＡｕの群から選ばれる少なくとも一種の低抵抗導体を主成分とする貫通導体および配線層を備えた多層配線基板において、前記絶縁基体のボイド率が５％以下であり、Ｘ線回折のピーク強度からリートベルト解析により求めた前記絶縁基体における前記クォーツの含有量が３０〜４０質量％、前記フォルステライトの含有量が１６〜２５質量％、コージェライトの含有量が１．０質量％未満であることを特徴とするものである。
【０００９】
また本発明は、クォーツからなるフィラー本体の表面を覆うように該フィラー本体１００質量部に対して３〜１０質量部の割合で複数のＴｉＯ２粒子を付着させてセラミックフィラーを作製する工程と、ＳｉＯ２換算で３８〜５０ｍｏｌ％のＳｉと、Ｂ２Ｏ３換算で５〜１０ｍｏｌ％のＢと、Ａｌ２Ｏ３換算で４〜９ｍｏｌ％のＡｌと、ＭｇＯ換算で２５〜３８ｍｏｌ％のＭｇと、ＣａＯ換算で１〜３ｍｏｌ％のＣａと、ＢａＯ換算で７〜１１ｍｏｌ％のＢａとを含有するガラス粉末を用意する工程と、前記フィラー本体が３０〜４０質量％で前記ガラス粉末が６０〜７０質量％の割合となるように、前記セラミックフィラーと前記ガラス粉末とを含むガラスセラミックグリーンシートを作製する工程と、該ガラスセラミックグリーンシートを貫通する貫通孔を形成して貫通導体用ペーストを充填するとともに前記ガラスセラミックグリーンシートの一方の主面に配線層用導体ペーストを塗布する工程と、前記貫通導体用ペーストの充填および前記配線層用導体ペーストの塗布がなされた前記ガラスセラミックグリーンシートを複数積層してガラスセラミックグリーンシート積層体を作製する工程と、該ガラスセラミックグリーンシート積層体を焼成する工程とを有することを特徴とする多層配線基板の製造方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の多層配線基板によれば、高い熱膨張係数（１３〜１５×１０−６／℃）を有するクォーツを３０〜４０質量％、高い熱膨張係数（約１０×１０−６／℃）を有するフォルステライトを１６〜２５質量％含有することによって、高い熱膨張係数を有する絶縁基体を実現することができる。これにより、多層配線基板の外部回路基板（プリント配線基板）との二次実装信頼性を確保することができる。
【００１１】
また本発明の多層配線基板によれば、ガラスセラミック絶縁層からなる絶縁基体が５％以下のボイド率であることから、高い絶縁信頼性を有することができる。
【００１２】
本発明の多層配線基板の製造方法によれば、高熱膨張のフォルステライト結晶を析出するための組成を有するガラス粉末と、クォーツからなるフィラー本体の表面を覆うようにフィラー本体１００質量部に対して３〜１０質量部の割合で複数のＴｉＯ２粒子を付着させたセラミックフィラーとを、フィラー本体が３０〜４０質量％で前記ガラス粉末が６０〜７０質量％の割合となるように混合してガラスセラミックグリーンシートを作製し、これを積層して焼成することから、高い熱膨張係数を有するとともにボイド率５％以下の絶縁基体を有する多層配線基板を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の多層配線基板の実施の形態について説明する。
【００１４】
図１は本発明の多層配線基板の一実施形態の概略断面図である。図１に示す多層配線基板は、クォーツを主結晶とし、フォルステライトを副結晶として含む複数のガラスセラミック絶縁層１１、１２、１３、１４を積層した絶縁基体１の内部に、ガラスセラミック絶縁層１１、１２、１３、１４を貫通する貫通導体２を備えるとともに配線層３を備えている。
【００１５】
絶縁基体１は、主結晶として高い熱膨張係数（１３×１０−６／℃〜１５×１０−６／℃）のクォーツを有していて、具体的には３０〜４０質量％のクォーツを含有している。このクォーツは、原料段階（ガラスセラミックグリーンシート）にセラミックフィラーとして混合され、焼成後のガラスセラミック絶縁層１１、１２、１３、１４にほぼそのままの割合で残存したものである。クォーツは熱膨張係数が高いことから、クォーツの存在が絶縁基体１の熱膨張係数を高めるのに極めて重要である。また、クォーツは誘電率が低いことから、高周波領域における伝送信号の減衰を抑制でき、信号遅延による伝送ロスを少なくすることができる。
【００１６】
ここで、Ｘ線回折のピーク強度からリートベルト解析により求めた絶縁基体１におけるクォーツの含有量が３０〜４０質量％であることが重要である。クォーツの含有量が３０質量％未満であると、十分に高い熱膨張係数が得られず、４０質量％を超えると、原料のセラミックフィラーが多いことから焼結性が低下してボイド率が高くなってしまうからである。
【００１７】
また、Ｘ線回折のピーク強度からリートベルト解析により求めた絶縁基体１におけるフォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）の含有量が１６〜２５質量％であることが重要である。フォルステライトは、クォーツほどではないものの熱膨張係数の高い結晶（約１０×１０−６／℃）であるので、フォルステライトの存在も絶縁基体１の熱膨張係数を高めるのに寄与するものである。フォルステライトの含有量が１６質量％未満であると、フォルステライトよりも熱膨張係数の低いエンスタタイトの析出量が多くなってしまい、十分に高い熱膨張係数が得られないからである。フォルステライトの含有量が２５質量％を超えると、高い熱膨張係数は得られるが、このような含有量となるのに伴ってボイドが多くなってしまうからである。
【００１８】
また、Ｘ線回折のピーク強度からリートベルト解析により求めた絶縁基体１におけるコージェライト（Ｍｇ２Ａｌ４Ｓｉ５Ｏ１８）の含有量が１．０質量％未満であることが重要である。コージェライトは、熱膨張係数の低い結晶（３〜４×１０−６／℃）であるので、コージェライトの含有量が１．０質量％以上となるまで析出すると、クォーツおよびフォルステライトの含有量が上記範囲であったとしても、絶縁基体１の熱膨張係数が低くなってしまう。そこで、コージェライトの含有量が１．０質量％未満であることが重要となる。
フォルステライトの存在も絶縁基体１の熱膨張係数を高めるのに寄与するものである。フォルステライトの含有量が１６質量％未満であると、フォルステライトよりも熱膨張係数の低いエンスタタイトの析出量が多くなってしまい、十分に高い熱膨張係数が得られないからである。フォルステライトの含有量が２５質量％を超えると、高い熱膨張係数は得られるが、このような含有量となるのに伴ってボイドが多くなってしまうからである。
【００１９】
さらに、絶縁基体１は、ボイド率が５％以下であることが重要である。フォルステライトが原料段階でセラミックフィラーとして混入されたものではなくガラスから析出した結晶であるため、原料のガラスが少なくて焼結性が低いものとは異なり、ボイド率５％以下でありながら高熱膨張化を実現することができたものである。これにより、めっき液に浸された場合に、ボイドに起因するめっき液による浸食が抑制される。
【００２０】
なお、絶縁基体１には、クォーツおよびフォルステライト以外にも例えば熱膨張係数の比較的高いエンスタタイト（６〜８×１０−６／℃）が５〜１５質量％の割合で含まれるなど、結晶の総量が絶縁基体１の７０〜８０質量％を占めている。また、結晶粒界にはガラス（非結晶相）が存在していて、このガラス中には、後述の原料粉末としてのガラス粉末に含まれるＳｉ、Ｂ、Ａｌ、Ｍｇ、ＣａおよびＢａに加えて、図２に示すようにフィラー本体４１を覆うように付着した複数のＴｉＯ２粒子４２に起因するＴｉが含まれている。
【００２１】
そして、絶縁基体１の内部にはＣｕ、ＡｇおよびＡｕの群から選ばれる少なくとも一種の低抵抗導体を主成分とする貫通導体２および配線層３が設けられて、多層配線基板が形成されている。絶縁基体１が上述のガラスセラミックスで構成されていることで、その製造過程において８００℃〜１０００℃の低温での焼成が可能となることから、低抵抗で低融点のＣｕ、ＡｇおよびＡｕの群から選ばれる少なくとも一種の低抵抗導体を主成分とすることができている。なお、貫通導体２および配線層３には、必要に応じて電気抵抗、熱伝導性を劣化させない範囲で、他の金属、ガラス、酸化物、炭化物、窒化物等の無機分が含まれていてもよい。
【００２２】
以上述べたように、本発明の多層配線基板は、絶縁基体１の熱膨張係数を１１．５×１０−６／℃以上の高い値とすることができ、プリント配線基板（マザーボード）との二次実装信頼性に優れたものとなる。また、本発明の多層配線基板は、ボイド率を５％以下の低い値とすることができ、絶縁信頼性に優れたものとなる。
【００２３】
本発明の多層配線基板の製造方法の実施の形態について説明する。
【００２４】
まず、セラミックフィラーを作製する。セラミックフィラーは、図２に示すように、クォーツからなるフィラー本体４１の表面を覆うように複数のＴｉＯ２粒子４２が付着した構成となっている。フィラー本体４１の平均粒径が２．０〜５．０μmに対してＴｉＯ２粒子の平均粒径は０．１μｍ以下である。
【００２５】
フィラー本体４１の形成材料であるクォーツは、高熱膨張化に極めて重要な結晶であって、ガラスセラミックグリーンシートに含まれたほぼそのままの割合で焼成後の絶縁基体１中に含まれることとなる。
【００２６】
また、ＴｉＯ２粒子４２は、所望の割合でクォーツからなるフィラー本体４１の表面を覆うように付着されていると、フィラー本体４１とガラス粉末との濡れ性を向上させ、焼成早期の段階で核形成材となってガラスの結晶成長を促す働きを有する。その結果、フォルステライトを効率よく析出させることができる。ここで、所望の割合とは、１００質量部のフィラー本体４１に対して３〜１０質量部の割合である。付着した複数のＴｉＯ２粒子４２の量が１００質量部のフィラー本体４１に対して３質量部未満であると、焼成後の絶縁基体１中にフォルステライトを１６質量％以上析出させるのが困難となり、高熱膨張化を達成できなくなる。一方、付着した複数のＴｉＯ２粒子４２の量が１００質量部のフィラー本体４１に対して１０質量部を超えると、ＴｉＯ２粒子４２を起点に析出する結晶相が増大するため、焼結に必要なガラス量が減少し、閉気孔を効率よく排出できなくなることで、絶縁基体１の焼結性が低下する。したがって、ボイド率が高くなり、耐薬品性および絶縁信頼性が低下してしまう。
【００２７】
ここで、フィラー本体４１の表面を覆うように、複数のＴｉＯ２粒子４２を付着させるためには、ジェットミルに投入する方法が挙げられる。具体的には、５００グラムのフィラー本体４１に対してＴｉＯ２粒子４２を１５〜１００グラムの割合でジェットミルに投入し、３〜５分間、周速８０〜９０ｍ／ｓとなるように回転させることで、１００質量部のフィラー本体４１に対して複数のＴｉＯ２粒子の付着量を３〜１０質量部の範囲で調整することができる。なお、表面を覆うように付着させるとは、１カ所にかたまって存在するのではなく、表面全体にわたってある程度分散している状態のことを意味する。ただし、それぞれの領域に区切った際に各領域に同数の粒子が存在しなければならないというような厳密なものではない。
【００２８】
次に、ガラス粉末を用意する。ガラス粉末は、平均粒径が２．０〜５．０μｍ程度であって、ＳｉＯ２換算で３８〜５０ｍｏｌ％のＳｉと、Ｂ２Ｏ３換算で５〜１０ｍｏｌ％のＢと、Ａｌ２Ｏ３換算で４〜９ｍｏｌ％のＡｌと、ＭｇＯ換算で２５〜３８ｍｏｌ％のＭｇと、ＣａＯ換算で１〜３ｍｏｌ％のＣａと、ＢａＯ換算で７〜１１ｍｏｌ％のＢａとを含有するものである。なお、便宜上、各成分の酸化物換算の含有量を酸化物の含有量として説明する。
【００２９】
Ｓｉはガラスの網目構造をつくる成分であるため、ＳｉＯ２の含有量が３８ｍｏｌ％未満であると、ガラスの網目構造の安定性が悪くなり、８５０℃から９００℃という低温での焼成が困難となる。これにより、焼結性が低下し、ボイドが増加してしまう。一方、ＳｉＯ２の含有量が５０ｍｏｌ％を超えると、低熱膨張係数のコージェライトが析出しやすくなり、絶縁基体１の熱膨張係数が低下する。
【００３０】
Ｂ２Ｏ３の含有量が５ｍｏｌ％未満であると、ガラスの粘度が上昇してガラス転移温度が高くなり、焼結性が低下するおそれがある。一方、Ｂ２Ｏ３の含有量が１０ｍｏｌ％を超えると、ガラスの粘度が下がって濡れ広がりやすくなることによる効果はあるが、ガラスの結晶化が阻害されて非結晶相が増加することから、絶縁基体１の熱膨張係数が大きく低下してしまう。
【００３１】
Ａｌ２Ｏ３の含有量が４ｍｏｌ％未満であると、ガラスを作製する工程でガラスが失透しやすくなる。失透したガラスは、ガラス転移温度、屈伏温度、結晶化開始温度などが、失透していないガラスと比較して異なることがあり、そのため、同一条件で焼成しても密度、析出結晶の割合および各種特性が異なってしまうことがある。一方、Ａｌ２Ｏ３の含有量が９ｍｏｌ％を超えると、ガラス中の網目構造の安定性がよすぎるため、ガラスの粘度が上昇して濡れ広がりにくくってしまう。したがって、焼結性が低下してボイドが増加してしまう。
【００３２】
ＭｇＯの含有量が２５ｍｏｌ％未満であると、失透しやすくなる。一方、ＭｇＯの含有量が３８ｍｏｌ％を超えると、結晶化開始温度が高くなることにより緻密化（低ボイド化）できるが、コージェライトが多く析出するようになって絶縁基体１の熱膨張係数が低下してしまうおそれがある。
【００３３】
ＣａＯの含有量が１ｍｏｌ％未満であると、ガラスの粘度が高くなって焼結性が低下する。一方、ＣａＯの含有量が３ｍｏｌ％を超えると、高温域でのガラス粘度を低下させ緻密化を促進させる効果があるが、コージェライトが多く析出するようになって絶縁基体１の熱膨張係数が低下してしまうおそれがある。
【００３４】
ＢａＯの含有量が７ｍｏｌ％未満であると、非結晶相のＢａＯ量が少なくなり、非結晶相の熱膨張係数が低くなるおそれがある。また、ＢａＯの含有量が１１ｍｏｌ％を超えると、結晶化開始温度が高くなることにより緻密化が望めるが、誘電率が上昇してしまうおそれがある。
【００３５】
次に、フィラー本体が３０〜４０質量％でガラス粉末が６０〜７０質量％の割合となるように、セラミックフィラーとガラス粉末とを含むガラスセラミックグリーンシートを作製する。具体的には、セラミックフィラーとガラス粉末との混合物に適当な有機バインダー、有機溶剤等を添加した後、ドクターブレード法、圧延法等によりガラスセラミックグリーンシートを作製する。ここで、セラミックフィラーにおけるフィラー本体とそれに付着したＴｉＯ２粒子との比率を考慮し、フィラー本体とガラスの割合が上記比率となるように、セラミックフィラーとガラス粉末とを調合する。
【００３６】
フィラー本体４１の割合が３０質量％未満である（ガラス粉末の割合が７０質量％を超える）と、セラミックフィラーの比表面積に対してガラス量（液相）が多くなるため、焼結性の向上が期待できるが、クォーツが少なくなるため、絶縁基体１の熱膨張係数が低下する。また、ガラス成分中（ガラス粉末）から低熱膨張のＭｇ２Ａｌ４Ｓｉ５Ｏ１８（コージェライト）が多く析出してしまう。一方、フィラー本体４１の割合が４０質量％を超える（ガラス粉末の割合が６０質量％未満である）と、セラミックフィラーの比表面積に対してガラス量（液相）が不足することで焼結性が低下し、絶縁基体１の緻密化（ボイド率５％以下）が促進されないおそれがある。
【００３７】
なお、ＴｉＯ２をガラス粉末中に含ませた場合、フォルステライトを１６質量％以上析出させることはできず、また、ガラスの構造が安定化して粘度が高くなることによって焼結性が低下する。また、ＴｉＯ２を粒子として、フィラー本体４１（クォーツフィラー）に付着させることなく別途フィラーとして混合したとしても、ガラスの転移点、軟化点、屈伏点を変えずに、ガラスの結晶化点を低温側へシフトさせてしまうことから、フィラー本体４１（クォーツフィラー）に対してガラスの濡れている時間が減少するため、焼結性が低下してボイドが多くなる。
【００３８】
次に、ガラスセラミックグリーンシートを貫通する貫通孔を形成して貫通導体用ペーストを充填するとともにガラスセラミックグリーンシートの一方の主面に配線層用導体ペーストを塗布する。
【００３９】
ガラスセラミックグリーンシートへの貫通孔の形成は、パンチング、レーザー、エッチング等の方法などによって行われる。貫通孔に充填する貫通導体用ペーストは、主成分としての銀粉末、銅粉末または金粉末に、有機バインダーおよび有機溶剤を混練したものである。さらに、必要に応じて電気抵抗、熱伝導性を劣化させない範囲で、他の金属、ガラス、酸化物、炭化物、窒化物等の無機分を含んでいてもよい。充填には、貫通孔と対向する箇所に孔が穿孔されたメタルマスク、あるいは、エマルジョンメッシュスクリーンマスクを用いて、スクリーン印刷する方法を用いる。このとき、マスクを通して貫通導体用ペーストを押し出す方法として、通常のポリウレタン製等の板状（あるいは剣状）のスキージを用いる方法でもよく、ペースト押し出し式のスキージヘッドを用いて、貫通導体用ペーストを加圧注入する方法でもよい。
【００４０】
また、配線層用導体ペーストの塗布は、スクリーン印刷法などによって行われる。配線層用導体ペーストとして、貫通導体用ペーストと同様に、主成分としての銀粉末、銅粉末または金粉末に、有機バインダーおよび有機溶剤を混練したもの、さらに必要に応じて電気抵抗、熱伝導性を劣化させない範囲で、他の金属、ガラス、酸化物、炭化物、窒化物等の無機分を含んだものが用いられる。なお、ここで用いられる配線層用導体ペーストは、貫通孔内に充填した貫通導体用ペーストとは、例えば有機溶剤の量を異ならせるなどの手段によって粘度を異ならせてもよい。貫通導体用ペーストよりも粘度を低くすることで、厚みを薄くすることができ、精度のよいパターンを形成することができる。これに対し、貫通導体用ペーストは、粘度を高くすることで、充填後に垂れないようにすることができる。さらに、配線層用導体ペーストと貫通導体用ペーストとは、主成分およびガラス、無機フィラー等の副成分が異なっていてもよい。
【００４１】
なお、ガラスセラミックグリーンシートに貫通導体用ペーストの充填および配線層用導体ペーストの塗布がなされた後、６０〜１００℃で１〜３時間程度かけての乾燥がなされる。
【００４２】
次に、貫通導体用ペーストの充填および配線層用導体ペーストの塗布がなされたガラスセラミックグリーンシートを複数積層してガラスセラミックグリーンシート積層体を作製する。具体的には、熱圧着法や積層助剤を用いて加圧して積層する方法によりガラスセラミックグリーンシート積層体を得る。
【００４３】
最後に、ガラスセラミックグリーンシート積層体を焼成する。
【００４４】
焼成にあたっては、まず、成形のために配合した有機バインダーなどの有機成分を除去する。有機成分の除去は、大気雰囲気中で４００〜５００℃または窒素雰囲中で７００〜７５０℃の温度で１〜５時間保持することにより行われる。そして、本焼成として、８５０℃〜９００℃の温度で１〜２時間かけた焼成がなされる。焼成雰囲気は、例えば本発明のガラスセラミックスを絶縁基体とする配線基板において形成されるメタライズ配線層の金属種に応じて適宜選択される。配線基板におけるメタライズ配線層として銅を用いる場合は非酸化性雰囲気が選択され、銀を用いる場合は酸化性雰囲気が選択される。
【００４５】
以上述べた多層配線基板の製造方法により、絶縁基体のボイド率が５％以下であり、Ｘ線回折のピーク強度からリートベルト解析により求めた絶縁基体におけるクォーツの含有量が３０〜４０質量％、フォルステライトの含有量が１６〜２５質量％である多層配線基板を得ることができる。
【実施例】
【００４６】
ガラス粉末として、表１に示す組成のガラス粉末とセラミックフィラーとを用意し、ガラス粉末とフィラー本体とが表１に示す割合となるように秤量混合した。ここで、セラミックフィラーにおけるフィラー本体（ＳｉＯ２粒子）１００質量部に対するＴｉＯ２粒子の付着量（質量部）は、表１に示す通りである。ここで、ガラス粉末の平均粒径は３．９μm、フィラー本体の平均粒径は３．５μｍ、フィラー本体を覆うように付着されるＴｉＯ２粒子の平均粒径は０．０５μｍで比表面積は５０ｍ２／ｇであった。なお、表１には試料Ｎｏ．３９として、フォルステライトをフィラーとして混合したものも示している。
【００４７】
この混合物に、有機バインダーとしてイソブチルメタクリレートを主鎖としてトルエンを溶媒とするバインダーを添加するとともに、有機溶剤としてジブチルフタレートを添加し十分混合してスラリーを作製した後、ドクターブレード法により厚み１００μmのガラスセラミックグリーンシートを作製した。
【００４８】
次に、上記ガラスセラミックグリーンシートにレーザーを用いて１００μｍの貫通孔を形成し、貫通孔に銅粉末を主成分とする貫通導体用ペーストをスクリーン印刷によって充填した。また、ガラスセラミックグリーンシートの一方の主面に銅粉末を主成分とする配線層用導体ペーストをスクリーン印刷によって塗布した。
【００４９】
そして、貫通導体用ペーストの充填および配線層用導体ペーストの塗布がなされたガラスセラミックグリーンシートを８０℃で１時間乾燥し、得られたガラスセラミックグリーンシートを４層積層してガラスセラミックグリーンシート積層体を作製した。
【００５０】
最後に、上記ガラスセラミックグリーンシート積層体を、水蒸気を含有する窒素雰囲気中にて７２５℃の温度で３時間かけて脱バインダー処理を行った後、３００℃／Ｈｒの昇温速度で昇温し、窒素雰囲気にて８６０℃の温度で１時間かけて本焼成を行ない、多層配線基板のサンプルを得た。
【００５１】
そして、上記の方法で得られたサンプルに対して以下の測定を行なった。
【００５２】
まず、絶縁基体中の結晶相の同定を行った。この同定は、Ｘ線回折（ＸＲＤ）の測定結果（ピーク強度比）をリートベルト法で解析して行った。リートベルト法については、日本結晶学会「結晶解析ハンドブック」編集委員会編、「結晶解析ハンドブック」、共立出版株式会社、１９９９年９月、ｐ．４９２−４９９に記載されている方法を用いた。
【００５３】
具体的には、絶縁基体を粉砕して粉末状とした評価対象の試料にＣｒ２Ｏ３の標準試料を加えて、ディフラクトメーター法で測定した２θ＝１０°以上８０°以下の範囲のＸ線回折パターンに対して、ＲＩＥＴＡＮ−２０００プログラムを使用することにより、Ｃｒ２Ｏ３の標準試料により回折されたパターンと加えたＣｒ２Ｏ３の標準試料の量の相関関係から、評価対象の試料中に含まれる結晶構造と量を評価した。得られたクォーツ、フォルステライト、エンスタタイトおよびコージェライトの量を表２に示す。
【００５４】
さらに、得られた絶縁基体の熱膨張係数の測定を行った。熱膨脹係数を測定するための試験片は、一辺４．５ｍｍ×４．５ｍｍ×１５ｍｍの角柱とし、熱機械分析装置を用いて室温から４００℃における熱膨張曲線を測定し、線膨張率を求めた。この値を熱膨脹係数とし、表２に示す。
【００５５】
さらにまた、得られた絶縁基体のボイド率を評価した。ボイド率は得られた絶縁基体の断面を研磨した後、走査型電子顕微鏡にて観察し、断面写真を画像解析することで求めた。結果を表２に示す。
【００５６】
【表１】
2010056271.tif 000003
【００５７】
【表２】
2010056271.tif 000004
【００５８】
表１および表２に示すように、本発明範囲内にある試料（試料Ｎｏ．２，Ｎｏ．３，Ｎｏ．６，Ｎｏ．７，Ｎｏ．１０，Ｎｏ．１１，Ｎｏ．１４，Ｎｏ．１５，Ｎｏ．１８，Ｎｏ．２１，Ｎｏ．２２，Ｎｏ．２７，Ｎｏ．２８，Ｎｏ．２９，Ｎｏ．３２，Ｎｏ．３３，Ｎｏ．３４，Ｎｏ．３７）によれば、１１．５×１０−６／℃以上の高い熱膨張係数、５％以下の低ボイド率による高い絶縁信頼性を満足する絶縁基体が得られていることがわかる。
【００５９】
これに対し、本発明範囲外である試料Ｎｏ．１，Ｎｏ．５，Ｎｏ．９，Ｎｏ．１２，Ｎｏ．１３，Ｎｏ．１７では、原料のガラス粉末における各成分組成が本発明の範囲外であるためガラスの粘度、結晶化開始温度等の特性が変化し、ボイド率５％以下を達成することができなかった。
【００６０】
また、本発明範囲外である試料Ｎｏ．２３，Ｎｏ．２４では、ＴｉＯ２粒子がフィラー本体に付着しておらず、ＴｉＯ２がガラス粉末中に含まれているので、ガラスの構造が安定化して粘度が高くなることによって焼結性が低下してボイド率５％以下を達成することができなかった。
【００６１】
本発明範囲外である試料Ｎｏ．３０，Ｎｏ．３５では、フィラー本体にＴｉＯ２粒子が１０質量％を超えて付着しているため、ガラス中より析出した結晶相が増大し、これによりボイド率５％以下を達成することができなかった。
【００６２】
また、本発明範囲外である試料Ｎｏ．３６では、フィラー本体が４０質量％を超えて含まれているため、液相であるガラス量が不足し、緻密化することができなかった。これによりボイド率５％以下を達成することができなかった。
【００６３】
また、本発明範囲外である試料Ｎｏ．３９では、フォルステライトをフィラーとして混入しているため、ボイド率５％以下を達成することができなかった。
【００６４】
さらに、本発明範囲外である試料Ｎｏ．８，Ｎｏ．９，Ｎｏ．１３，Ｎｏ．２０，Ｎｏ．２３，Ｎｏ．２４，Ｎｏ．２５，Ｎｏ．２６，Ｎｏ．３１，Ｎｏ．３８，Ｎｏ．３９では、高熱膨張率を有するクォーツまたはフォルステライトの含有量が少なく、本発明範囲外である試料Ｎｏ．４，Ｎｏ．１６，Ｎｏ．１９，Ｎｏ．３８では、低熱膨張率のコージェライトが析出したため、１１．５ｐｐｍ／℃以上の熱膨張係数を達成することができなかった。
【００６５】
これは、試料Ｎｏ．４，Ｎｏ．８，Ｎｏ．９，Ｎｏ．１３，Ｎｏ．１６，Ｎｏ．１９，Ｎｏ．２０では、原料のガラス粉末における各成分組成が本発明の範囲外であることによるものである。また、試料Ｎｏ．２３，Ｎｏ．２４では、ＴｉＯ２粒子がフィラー本体に付着しておらず、ＴｉＯ２がガラス粉末中に含まれていることによるものである。また、試料Ｎｏ．２５，Ｎｏ．２６，Ｎｏ．３１では、フィラー本体に付着するＴｉＯ２粒子の量が３質量％未満であることによるものである。また、試料Ｎｏ．３８では、原料のフィラー本体（クォーツ）の量が少なく、試料Ｎｏ．３９では原料にフィラーとしてフォルステライトを混入したことによるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の多層配線基板の一実施形態を示す概略断面図である。
【図２】複数のＴｉＯ２粒子のフィラー本体の表面への付着状態を示す模式図である。
【符号の説明】
【００６７】
１・・・絶縁基体
１１、１２、１３、１４・・・ガラスセラミック絶縁層
２・・・貫通導体
３・・・配線層
４１・・・フィラー本体
４２・・・ＴｉＯ２粒子
【図１】
2010056271.tif 000005
【図２】
2010056271.tif 000006