(57)【要約】【課題】  緻密な主面を有する耐薬品性に優れた高熱膨張のガラスセラミックスからなる絶縁基体を備えた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。【解決手段】  絶縁基体１が、Ｓｉ、Ｂ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｃａ、ＳｒおよびＺｒを所定の割合で含有する内側領域１２と、内側領域１２と同じ成分を含み内側領域１２よりもＭｇ含有量がＭｇＯ換算で１５〜２３％多くＳｉ含有量がＳｉＯ２換算で３〜６％少なく、かつ他の成分の含有量が内側領域１２とほぼ等しい主面近傍領域１１とを有し、内側領域１２のボイド率Ａ２が３〜６％であるとともに内側領域１２の最大ボイド径Ｂ２が６〜９μｍであり、かつ内側領域１２のボイド率Ａ２に対する主面近傍領域１１のボイド率Ａ１の比Ａ１／Ａ２が０．６以下であるとともに内側領域１２の最大ボイド径Ｂ２に対する主面近傍領域１１の最大ボイド径Ｂ１の比Ｂ１／Ｂ２が０．７以下である。【選択図】  図１
2010034176.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クォーツを主結晶とするガラスセラミックスからなる複数の絶縁層が積層された絶縁基体と、前記絶縁層に形成された貫通導体と、前記絶縁基体の主面および内部に形成された配線層とを含む多層配線基板において、
前記絶縁基体は、ＳｉをＳｉＯ２換算で６５．３〜６６．７質量％、ＢをＢ２Ｏ３換算３．９〜４．１質量％、ＡｌをＡｌ２Ｏ３換算で４．７〜５．５質量％、ＭｇをＭｇＯ換算で１０．９〜１１．１質量％、ＣａをＣａＯ換算で１．３９〜１．４１質量％、ＢａをＢａＯ換算で９．０〜１１．０質量％、ＳｒをＳｒＯ換算で０．８９〜０．９１質量％およびＺｒをＺｒＯ２換算で０．６０〜０．７１質量％含有する内側領域と、該内側領域と同じ成分を含み前記内側領域よりもＭｇ含有量がＭｇＯ換算で１５〜２３％多くＳｉ含有量がＳｉＯ２換算で３〜６％少なく、かつ他の成分の含有量が前記内側領域とほぼ等しい主面近傍領域とを有し、
前記内側領域のボイド率Ａ２が３〜６％であるとともに前記内側領域の最大ボイド径Ｂ２が６〜９μｍであり、かつ前記内側領域のボイド率Ａ２に対する前記主面近傍領域のボイド率Ａ１の比Ａ１／Ａ２が０．６以下であるとともに前記内側領域の最大ボイド径Ｂ２に対する前記主面近傍領域の最大ボイド径Ｂ１の比Ｂ１／Ｂ２が０．７以下であることを特徴とする多層配線基板。
【請求項２】
ＳｉＯ２を３８〜５０ｍｏｌ％、Ｂ２Ｏ３を５〜１０ｍｏｌ％、Ａｌ２Ｏ３を４〜９ｍｏｌ％、ＭｇＯを２５〜３８ｍｏｌ％、ＣａＯを１〜３ｍｏｌ％、ＢａＯを７〜１１ｍｏｌ％、ＳｒＯを１〜４ｍｏｌ％およびＺｒＯ２を０．５〜１．５ｍｏｌ％含有するガラス粉末６０〜７０質量％と、ＳｉＯ２からなるセラミックフィラー３０〜４０質量％とを含むガラスセラミックグリーンシートを作製し、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主面に配線層用導体ペーストを被着形成し、前記ガラスセラミックグリーンシートを複数積層して積層体を作製し、前記ガラス粉末１５〜１８質量％と前記セラミックフィラー８２〜８５質量％とを含むグリーンシート状のセッターで前記積層体を上下から挟持して焼成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、銀や銅などの低抵抗配線を有する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】
従来、移動体通信分野などで使用される多層配線基板において、配線層の材料として低抵抗の金、銀、銅あるいはそれらの混合物を用い、複数の絶縁層からなる絶縁基体の材料として配線層の材料の融点よりも低い温度で焼成が可能なガラスセラミックスを用いた多層配線基板が広く用いられている。
【０００３】
この多層配線基板の製造に際しては、焼成後に絶縁層となるセラミックグリーンシートに貫通孔を形成し、その貫通孔に焼成後に貫通導体となる導体材料を充填するとともに、貫通孔に導体材料の充填されたセラミックグリーンシートの主面に配線層となる導体材料を塗布する。そのようにして準備したセラミックグリーンシートを複数枚積層して焼成する。そして、主面に設けられた配線層にめっき処理が施されて、多層配線基板が得られる。
【０００４】
このような多層配線基板として、例えば、有機樹脂を含む高熱膨張係数のプリント配線基板（マザーボード）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接合部にクラックが生じたり剥離したりしないように、プリント配線基板の熱膨張係数と近い値の熱膨張係数（高熱膨張係数）のものが知られている。具体的には、多層配線基板の絶縁基体として用いられる高熱膨張の低温焼成磁器（ガラスセラミックス）として、３０〜８０体積％のガラス成分と２０〜７０体積％のフィラー成分とからなる低温焼成磁器（ガラスセラミックス）であって、ガラス成分中に２５〜６０モル％のＳｉＯ２と２５〜５０モル％のＢ２Ｏ３とを合量で６５モル％以上含み、フィラー成分としてクォーツを含むものが提案されている（特許文献１を参照。）。
【特許文献１】特開２００４−２３１４５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、上記のガラスセラミックスを絶縁基体とする多層配線基板の製造過程において、めっき処理の際に絶縁基体がめっき液によって侵食され、侵食された部分にめっき液が残留して黒い残痕が残るという問題がある。
【０００６】
また、めっき液に浸す前に主面の付着物を除去するため、微粒のＡｌ２Ｏ３粒子を高速で発射して吹き付けるいわゆるジェットスクラブがなされるが、このときに絶縁基体の主面に傷が付き、変色するといった問題もある。
【０００７】
以上のことから、ガラスセラミックスからなる絶縁基体には、少なくとも主面の緻密化および耐薬品性が要求される。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、緻密な主面を有する耐薬品性に優れた高熱膨張のガラスセラミックスからなる絶縁基体を備えた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】
【０００９】
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、高熱膨張を実現する組成の多層配線基板において、主面近傍領域のＭｇ含有量およびＳｉ含有量が内側領域とは所定の割合で異なることで、主面近傍領域のボイド率および最大ボイド径を小さくし、耐薬品性を向上させることができることを見出し、本発明に到達した。
【００１０】
すなわち本発明は、クォーツを主結晶とするガラスセラミックスからなる複数の絶縁層が積層された絶縁基体と、前記絶縁層に形成された貫通導体と、前記絶縁基体の主面および内部に形成された配線層とを含む多層配線基板において、前記絶縁基体は、ＳｉをＳｉＯ２換算で６５．３〜６６．７質量％、ＢをＢ２Ｏ３換算３．９〜４．１質量％、ＡｌをＡｌ２Ｏ３換算で４．７〜５．５質量％、ＭｇをＭｇＯ換算で１０．９〜１１．１質量％、ＣａをＣａＯ換算で１．３９〜１．４１質量％、ＢａをＢａＯ換算で９．０〜１１．０質量％、ＳｒをＳｒＯ換算で０．８９〜０．９１質量％およびＺｒをＺｒＯ２換算で０．６０〜０．７１質量％含有する内側領域と、該内側領域と同じ成分を含み前記内側領域よりもＭｇ含有量がＭｇＯ換算で１５〜２３％多くＳｉ含有量がＳｉＯ２換算で３〜６％少なく、かつ他の成分の含有量が前記内側領域とほぼ等しい主面近傍領域とを有し、前記内側領域のボイド率Ａ２が３〜６％であるとともに前記内側領域の最大ボイド径Ｂ２が６〜９μｍであり、かつ前記内側領域のボイド率Ａ２に対する前記主面近傍領域のボイド率Ａ１の比Ａ１／Ａ２が０．６以下であるとともに前記内側領域の最大ボイド径Ｂ２に対する前記主面近傍領域の最大ボイド径Ｂ１の比Ｂ１／Ｂ２が０．７以下であることを特徴とするものである。
【００１１】
また本発明は、ＳｉＯ２を３８〜５０ｍｏｌ％、Ｂ２Ｏ３を５〜１０ｍｏｌ％、Ａｌ２Ｏ３を４〜９ｍｏｌ％、ＭｇＯを２５〜３８ｍｏｌ％、ＣａＯを１〜３ｍｏｌ％、ＢａＯを７〜１１ｍｏｌ％、ＳｒＯを１〜４ｍｏｌ％およびＺｒＯ２を０．５〜１．５ｍｏｌ％含有するガラス粉末６０〜７０質量％と、ＳｉＯ２からなるセラミックフィラー３０〜４０質量％とを含むガラスセラミックグリーンシートを作製し、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主面に配線層用導体ペーストを被着形成し、前記ガラスセラミックグリーンシートを複数積層して積層体を作製し、前記ガラス粉末１５〜１８質量％と前記セラミックフィラー８２〜８５質量％とを含むグリーンシート状のセッターで前記積層体を上下から挟持して焼成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】
【００１２】
本発明の多層配線基板によれば、クォーツを主結晶とするガラスセラミックスからなる複数の絶縁層が積層された絶縁基体において、ＳｉをＳｉＯ２換算で６５．３〜６６．７質量％、ＢをＢ２Ｏ３換算３．９〜４．１質量％、ＡｌをＡｌ２Ｏ３換算で４．７〜５．５質量％、ＭｇをＭｇＯ換算で１０．９〜１１．１質量％、ＣａをＣａＯ換算で１．３９〜１．４１質量％、ＢａをＢａＯ換算で９．０〜１１．０質量％、ＳｒをＳｒＯ換算で０．８９〜０．９１質量％およびＺｒをＺｒＯ２換算で０．６０〜０．７１質量％含有する内側領域と、該内側領域と同じ成分を含み前記内側領域よりもＭｇ含有量がＭｇＯ換算で１５〜２３％多くＳｉ含有量がＳｉＯ２換算で３〜６％少なく、かつ他の成分の含有量が前記内側領域とほぼ等しい主面近傍領域とを有し、前記内側領域のボイド率Ａ２が３〜６％であるとともに前記内側領域の最大ボイド径Ｂ２が６〜９μｍであり、かつ前記内側領域のボイド率Ａ２に対する前記主面近傍領域のボイド率Ａ１の比Ａ１／Ａ２が０．６以下であるとともに前記内側領域の最大ボイド径Ｂ２に対する前記主面近傍領域の最大ボイド径Ｂ１の比Ｂ１／Ｂ２が０．７以下であることから、耐薬品性に優れた高熱膨張の絶縁基体を備えた多層配線基板を実現することができる。これにより、めっき液に浸されたとしても、ボイドに起因するめっき液による浸食が抑制され、ジェットスクラブなどによる外傷に対する耐性が向上する。
【００１３】
また本発明の多層配線基板の製造方法によれば、ＳｉＯ２を３８〜５０ｍｏｌ％、Ｂ２Ｏ３を５〜１０ｍｏｌ％、Ａｌ２Ｏ３を４〜９ｍｏｌ％、ＭｇＯを２５〜３８ｍｏｌ％、ＣａＯを１〜３ｍｏｌ％、ＢａＯを７〜１１ｍｏｌ％、ＳｒＯを１〜４ｍｏｌ％およびＺｒＯ２を０．５〜１．５ｍｏｌ％含有するガラス粉末６０〜７０質量％と、ＳｉＯ２からなるセラミックフィラー３０〜４０質量％とを含むガラスセラミックグリーンシートを作製し、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主面に配線層用導体ペーストを被着形成し、前記ガラスセラミックグリーンシートを複数積層して積層体を作製し、前記ガラス粉末１５〜１８質量％と前記セラミックフィラー８２〜８５質量％とを含むグリーンシート状のセッターで前記積層体を上下から挟持して焼成することから、耐薬品性に優れた高熱膨張の絶縁基体を備えた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】
【００１４】
以下、本発明の多層配線基板の一実施形態について説明する。
【００１５】
図１は本発明の多層配線基板の一実施形態の概略断面を示すとともに、焼成後の上下のセッターを取り除く状況を示す説明図である。
【００１６】
図１に示す多層配線基板は、複数の絶縁層が積層されてなる絶縁基体１と、複数の絶縁層のそれぞれに形成された貫通導体２と、絶縁基体１の主面および内部に形成された配線層３とを含む多層配線基板である。なお、絶縁基体１の主面とは、絶縁基体１における最も広い面積の面であって図１に示す上面および下面のことをいう。
【００１７】
絶縁基体１は、複数の絶縁層１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄが積層されたものである。この絶縁基体１は、高い熱膨張係数（１３×１０−６／℃〜１５×１０−６／℃）のクォーツを主結晶として有しており、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っている。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。なお、絶縁基体１には、クォーツの他、ＢａＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８（セルジアン）やＭｇＳｉＯ３（エンスタタイト）などの結晶が存在している。これらの結晶の存在も、絶縁基体１の熱膨張係数向上に寄与している。
【００１８】
ここで、絶縁基体１は、内側領域１２（主面近傍領域１１以外の領域）と主面近傍領域１１とに区分けすることができる。
【００１９】
内側領域１２は、ＳｉをＳｉＯ２換算で６５．３〜６６．７質量％、ＡｌをＡｌ２Ｏ３換算で４．７〜５．５質量％、ＭｇをＭｇＯ換算で１０．９〜１１．１質量％、ＢをＢ２Ｏ３換算３．９〜４．１質量％、ＢａをＢａＯ換算で９．０〜１１．０質量％、ＣａをＣａＯ換算で１．３９〜１．４１質量％、ＺｒをＺｒＯ２換算で０．６０〜０．７１質量％およびＳｒをＳｒＯ換算で０．８９〜０．９１質量％含有していて、高熱膨張化に適した組成となっている。一方、主面近傍領域１１は、内側領域１２と同じ成分を含み、内側領域１２よりもＭｇ含有量がＭｇＯ換算で１５〜２３％多くＳｉ含有量がＳｉＯ２換算で３〜６％少なくなっていて、その他の成分（Ａｌ、Ｂ、Ｂａ、Ｃａ、Ｚｒ、Ｓｒ）については主面近傍領域１１と内側領域１２とでほぼ等しい含有量となっている。なお、ほぼ等しいとは、Ｓｉ含有量とＭｇ含有量が異なることによる比率の相違程度であることをいう。また、主面近傍領域１１のＳｉ含有量およびＭｇ含有量が内側領域１２のＳｉ含有量およびＭｇ含有量よりも何％多いか少ないかは、それぞれの領域の蛍光Ｘ線分析による組成分析からそれぞれの領域のＳｉ含有量およびＭｇ含有量を求め、これらを対比することにより算出することができる。
【００２０】
そして、内側領域１２のボイド率Ａ２が３〜６％であるとともに内側領域１２の最大ボイド径Ｂ２が６〜９μｍであり、内側領域１２のボイド率Ａ２に対する主面近傍領域１１のボイド率Ａ１の比Ａ１／Ａ２が０．６以下であり、内側領域１２の最大ボイド径Ｂ２に対する主面近傍領域１１の最大ボイド径Ｂ１の比Ｂ１／Ｂ２が０．７以下となっている。
【００２１】
このように、主面近傍領域１１のボイド率および最大ボイド径が、内側領域１２のボイド率および最大ボイド径よりも小さくなっていることで、耐薬品性に優れるとともに緻密な主面を有する絶縁基体１となる。主面近傍領域１１のボイド率が内側領域のボイド率の０．６倍を超えたり、主面近傍領域１１の最大ボイド径が内側領域１２の最大ボイド径の０．７倍を超えると、主面の十分な緻密化が得られず、耐薬品性が低下してしまう。
【００２２】
なお、主面近傍領域１１とは、絶縁基体１の主面から深さ２０μｍまでの領域のことをいい、絶縁層１層分の厚みが通常６０〜１２０μｍであるので、絶縁層１層分の厚みよりも薄い領域となっている。すなわち、主面近傍領域１１は、最外層を構成する絶縁層１ａ、１ｄを形成するためのグリーンシートの組成を、内層を構成する絶縁層１ｂ、１ｃを形成するためのグリーンシートの組成と異ならせることによってできたものとは異なる。もし、最外層を構成する絶縁層１ａ、１ｄを形成するためのグリーンシートの組成を、内層を構成する絶縁層１ｂ、１ｃを形成するためのグリーンシートよりも焼成後に緻密になるような組成としてこれらを積層したとすると、それぞれの層の収縮挙動が異なることから、最外層と内層との間で応力による歪が発生し、これらの層の間に微小なボイドが多数発生してしまう。本発明の構成は、このように収縮挙動の異なるグリーンシートを積層して得られたものではないから、層間にボイドが発生するおそれはない。
【００２３】
貫通導体２および配線層３は、Ｃｕ、Ａｇなどを主成分とする低抵抗導体で形成されている。絶縁基体１（複数の絶縁層１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）が１０００℃以下の温度で焼結されたものであることから、貫通導体２および配線層３の主成分を上記の低融点であって低抵抗の導体とすることができる。なお、電気抵抗、熱伝導性を劣化させない範囲で、Ｃｕ、Ａｇ等の主成分に対して他の金属、酸化物、ガラス、セラミックス等の無機分を含んでいてもよい。また、貫通導体２と配線層３とは、その製造方法が塗布と充填とで異なることから、例えばガラス、無機フィラー等の副成分および含有量が異なっていてもよい。
【００２４】
このような多層配線基板を得るためには、以下の製造方法が採用される。
【００２５】
まず、セラミックフィラーを用意する。セラミックフィラーとしては、高熱膨張化に極めて効果的な結晶であるクォーツを絶縁基体１中に含有させるために、天然鉱物であるＳｉＯ２を用いる。セラミックフィラーの平均粒径は３．５〜５．０μｍ、比表面積は１．５〜２．５ｃｍ２／ｇが好ましい。
【００２６】
また、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であって、ＳｉＯ２を３８〜５０ｍｏｌ％、Ｂ２Ｏ３を５〜１０ｍｏｌ％、Ａｌ２Ｏ３を４〜９ｍｏｌ％、ＭｇＯを２５〜３８ｍｏｌ％、ＣａＯを１〜３ｍｏｌ％、ＢａＯを７〜１１ｍｏｌ％およびＳｒＯを１〜４ｍｏｌ％含有している。
【００２７】
ここで、ＳｉＯ２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（焼結性が低下する）ことで、絶縁基体１（ガラスセラミックス）が緻密化しにくくなり耐薬品性が低下する。一方、ＳｉＯ２の含有量が５０ｍｏｌ％を超えると、低熱膨張係数（３×１０−６／℃〜４×１０−６／℃）のＭｇ２Ａｌ４Ｓｉ５Ｏ１８（コージェライト）が析出しやすくなり、コージェライトが析出するとガラスセラミックスの熱膨張係数が低下する。
【００２８】
Ｂ２Ｏ３の含有量が５ｍｏｌ％未満であると、ガラスの粘度が高くなってガラス転移温度が高くなり、ガラスセラミックスの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ることによる焼結性向上の効果はあるが、焼成後の結晶化していない非結晶相中のＢ量が多くなるとともにガラスの結晶化が阻害されることで、熱膨張係数は低下してしまう。
【００２９】
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ガラスセラミックスの密度が変動したり析出する結晶の割合が異なったりするため、できあがるガラスセラミックスの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なり、焼結性が低下する。
【００３０】
ＭｇＯの含有量が２５ｍｏｌ％未満であると、失透を抑制しにくくなる。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ガラスセラミックスの緻密化を望めるが、コージェライトが析出するようになってガラスセラミックスの熱膨張係数が低下してしまうおそれがある。
【００３１】
ＣａＯの含有量が１ｍｏｌ％未満であると、粘度が高くなってガラスセラミックスの焼結性が低下する。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ガラスセラミックスの緻密化を促進させ、電気的絶縁性を高くする効果があるが、コージェライトの析出量が多くなってガラスセラミックスの熱膨張係数が低下してしまうおそれがある。
【００３２】
ＢａＯの含有量が７ｍｏｌ％未満であると、焼成後の結晶化していない非結晶相のＢａＯ量が少なくなるため、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ガラスセラミックスの緻密化が望めるが、静電容量が小さくなりガラスの誘電率が上昇してしまう恐れがある。
【００３３】
ＳｒＯの含有量が１ｍｏｌ％未満であると、ＳｒＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８およびＢａ０．９Ｓｒ０．１Ｓｉ２Ｏ８の析出量が少なくなることで、ガラスセラミックスの高強度化が望めなくなる。また、ＳｒＯの含有量が４ｍｏｌ％を超えると、ＳｒＯはガラス中で修飾酸化物として働くことから、ガラスの粘度を低下させ濡れ性を向上させる効果が期待できるが、同時にガラスが発泡しやすくやり、結果的に表面に膨れとなって表れ、外観歩留まりが低下するおそれがある。
【００３４】
次に、ガラス粉末６０〜７０質量％とセラミックフィラー３０〜４０質量％とを混合して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、ガラス粉末とセラミックフィラーとの混合物（合計１００質量％）に適当な有機バインダーおよび有機溶剤を混合してスラリーを得る。得られたスラリーから、所望の成形手段、例えばドクターブレード法、カレンダーロール法、圧延法等によりガラスセラミックグリーンシートを作製する。
【００３５】
ここで、ガラス粉末の割合が６０質量％未満である（セラミックフィラーの割合が４０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）が不足することで、焼結性が低下して絶縁基体１の緻密化（相対密度９５％以上）が促進されないおそれがある。一方、ガラス粉末の割合が７０質量％を超える（セラミックフフィラーの割合が３０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）が多くなるため、焼結性の向上が期待できるが、ガラス成分中（ガラス粉末）からＭｇ２Ａｌ４Ｓｉ５Ｏ１８（コージェライト）が多く析出してしまう。これにより、相対的にクォーツの析出量が少なくなるために、絶縁基体１（ガラスセラミックス）の熱膨張係数が低下するおそれがある。
【００３６】
次に、ガラスセラミックグリーンシートにパンチングやレーザー加工法などにより貫通孔を形成して、この貫通孔にＣｕ粉末やＡｇ粉末を主成分として含む導体ペーストを充填する。また、所望のガラスセラミックグリーンシート上に、Ｃｕ粉末やＡｇ粉末を主成分として含む導体ペーストを用いて配線層用の導体パターンをスクリーン印刷法やグラビア印刷法にて形成する。
【００３７】
このようにして作製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積層体を得る。
【００３８】
そして、積層体を焼成する。ここで、焼成に際して、前記ガラスセラミックグリーンシートを構成するガラス粉末１５〜１８質量％と、前記ガラスセラミックグリーンシートを構成するＳｉＯ２からなるセラミックフィラー８２〜８５質量％とを含むグリーンシート状のセッター４を準備し、このセッター４により積層体を上下から挟持して焼成することが重要である。このセッター４は、前記ガラスセラミックグリーンシートを構成するガラス粉末と前記ガラスセラミックグリーンシートを構成するＳｉＯ２からなるセラミックフィラーとの混合物に有機バインダーおよび有機溶剤を添加してなるもので、これらの添加量は適宜調製される。セッター４は、例えばドクターブレード法により厚み８００〜１２００μｍ程度に形成されたものである。また、セッター４を構成するガラス粉末の平均粒径は３〜５μｍ程度で、セラミックフィラーの平均粒径は２〜５μｍ程度であり、ガラスセラミックグリーンシートほど厳しく管理されるものではない。なお、図１はセッター４で積層体を挟持して焼成した後の状態であって、焼成後に多層配線基板からセッター４を引き離す状態を表している。
【００３９】
このようなセッター４を用いることで、焼成後の多層配線基板の絶縁基体１において、内側領域１２よりもＭｇ含有量がＭｇＯ換算で１５〜２３％多くＳｉ含有量がＳｉＯ２換算３〜６％少ない主面近傍領域１１を形成することができ、内側領域１２のボイド率Ａ２に対する主面近傍領域１１のボイド率Ａ１の比Ａ１／Ａ２を０．６以下、内側領域１２の最大ボイド径Ｂ２に対する主面近傍領域１１の最大ボイド径Ｂ１の比Ｂ１／Ｂ２を０．７以下とすることができる。このことは、焼成中に積層体の表層を構成するガラスセラミックグリーンシートとセッター４との間で、ガラス成分の授受が行われている（ＳｉおよびＭｇが移動している）ことによるものと考えられる。
【００４０】
ここで、ガラス粉末の含有量が１８質量％を超える場合（セラミックフィラーの含有量が８２質量％未満の場合）、熱処理後のセッター４主面の緻密性が高まり、絶縁基体１と反応して付着したり、有機バインダーが焼失してなる脱バイガスの排出経路が少なくなって脱バイ性が低下したりするおそれがある。一方、ガラス粉末の含有量が１５質量％未満の場合（セラミックフィラーの含有量が８５質量％を超える場合）、セッター４中のガラス成分が相対的に少なくなることにより、ガラスセラミックグリーンシートとセッター４との間のガラス成分（ＳｉおよびＭｇ）の授受が行われなくなるおそれがある。
【００４１】
そして、セッター４で上下から挟持された積層体は８５０〜９００℃の温度で焼成される。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、大気雰囲気中または窒素雰囲中、７００〜７５０℃の温度で１〜５時間保持することにより行われる。次に、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、配線層の金属種に応じて適宜選択される。配線層としてＣｕを用いる場合は非酸化性雰囲気が選択され、Ａｇを用いる場合は酸化性雰囲気が選択される。
【実施例】
【００４２】
ガラス粉末として、表１に示す組成のガラス粉末とＳｉＯ２からなるセラミックフィラーとを用意し、表１に示す割合となるように秤量混合した。なお、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であった。
【００４３】
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。
【００４４】
得られたガラスセラミックグリーンシートに、パンチングで貫通孔を形成してこの貫通孔にＣｕを主成分とする貫通導体用ペーストを充填し、さらにスクリーン印刷法を用いてＣｕを主成分とする配線層用導体ペーストを被着形成した。
【００４５】
こうして作製した複数のガラスセラミックグリーンシートを位置合わせして熱圧着にて１４層積層して積層体を得た。
【００４６】
一方、ガラスセラミックグリーンシートを構成するガラス粉末と同じ組成の平均粒径４μｍのガラス粉末と、平均粒径４μｍのＳｉＯ２からなるセラミックフィラーとを表１に示す割合となるように混合し、ドクターブレード法により厚み１０００μｍに形成してセッターを作製した。
【００４７】
そして、積層体をセッターで上下から挟持して、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、縦４５ｍｍ、横４５ｍｍ、厚み５ｍｍの大きさの多層配線基板を得た。
【００４８】
上記の方法で得られた多層配線基板に対して、以下の測定を行なった。
【００４９】
まず、主面近傍領域および内側領域の組成分析をそれぞれ行なった。具体的には、測定試料を研磨して主面から２０μｍの位置の断面（主面近傍領域）を露出させるとともに主面から１００μｍの位置の断面（内側領域）を露出させ、それぞれの領域の組成を蛍光Ｘ線分析にて測定した。内側領域の組成および主面近傍領域の内側領域と異なる成分についてその差（％表示）の測定結果を表１，表２に示す。なお、マイナス表示は主面近傍領域における成分量が少ないことを意味し、プラス表示は主面近傍領域における成分量が多いことを示す。
【００５０】
また、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）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。具体的には、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。その結果を表１に析出結晶として示す。なお、析出結晶は左側から多い順に並べた。
【００５１】
そして、主面近傍領域および内側領域のボイド率、最大ボイド径の測定を行なった。まず、測定試料を積層方向にて切断し、埋め込み固定して切断面を鏡面研磨した後、走査型顕微鏡（ＳＥＭ）の二次電子像にてボイドの状態を観察した。具体的には、測定試料の主面から２０μｍの位置の断面（主面近傍領域）および１００μｍの位置の断面（内側領域）について、ＳＥＭ（二次電子像）を切り出して、５００倍のＳＥＭ写真を撮影し、画像解析装置を用いてそれぞれのボイド率および最大ボイド径を算出した。具体的には、ＯＨＰフィルムにボイドを投影し、そのボイド部を黒く塗りつぶした。塗りつぶしたＯＨＰを、ルーゼックス（金属顕微鏡）にて、磁器中のボイド部と緻密部分の割合計算を行い、ボイド率、最大ボイド径を算出した。その結果を表２に示す。
【００５２】
次に、内側領域のボイド率Ａ２に対する主面近傍領域のボイド率Ａ１の比Ａ１／Ａ２と、内側領域の最大ボイド径Ｂ２に対する主面近傍領域の最大ボイド径Ｂ１の比Ｂ１／Ｂ２とを求めた。その結果を表２に示す。
【００５３】
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１．５ｍｍ×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。
【００５４】
またさらに、得られた多層配線基板の耐薬品性を確認するため、過硫酸アンモニウム、酸性フッ化アンモニウム、硫酸などの薬品に浸し、レッドチェックの有無を確認した。その結果を表２に示す。
【００５５】
【表１】
2010034176.tif 000003
【００５６】
【表２】
2010034176.tif 000004
【００５７】
表１に示すように、本発明範囲内にある試料（試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５，Ｎｏ．７〜Ｎｏ．１０，Ｎｏ．１２〜Ｎｏ．１５，Ｎｏ．１７，Ｎｏ．１８，Ｎｏ．２０，Ｎｏ．２１，Ｎｏ．２３）によれば、１０．５×１０−６／℃以上の高い熱膨張係数を満足し、ボイドに起因するめっき液の浸食が抑制された耐薬品性に優れた多層配線基板が得られていることがわかる。
【００５８】
これに対し、本発明範囲外である試料Ｎｏ．６では、原料のガラス粉末におけるＳｉＯ２量が少ないことから、ケイ酸塩化合物であるセルジアン（ＢａＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８）およびエンスタタイト（ＭｇＳｉＯ３）の析出量が少なくなったことで、熱膨張係数が１０．５×１０−６／℃未満となった。
【００５９】
また、本発明範囲外である試料Ｎｏ．１１は、原料のガラス粉末におけるＭｇＯ量が多いことから、コージェライト（Ｍｇ２Ａｌ４Ｓｉ５Ｏ１８）が析出し、熱膨張係数が１０．５×１０−６／℃未満となった。また、主面近傍領域のＳｉ含有量が内側領域より３％以上少なくなく、主面近傍領域のＭｇ含有量が内側領域より１５％以上多くないことから、主面近傍領域のボイド率および最大ボイド径も本発明範囲外となり、めっき後の耐薬品性が良くない結果（レッドチェックによる判定が×）となった。
【００６０】
また、本発明範囲外である試料Ｎｏ．１６は、原料のガラス粉末におけるＢａＯ量が少ないことから、ガラスセラミックスにおいてケイ酸塩化合物であるセルジアン（ＢａＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８）の析出量が少なくなったことで、熱膨張係数が１０．５×１０−６／℃未満となった。
【００６１】
また、本発明範囲外である試料Ｎｏ．１９では、原料のガラス粉末が６０質量％未満であり、セラミックフィラーが４０質量％を超えることから、ガラスセラミックスにおいて内側領域のボイド率Ａ２に対する主面近傍領域のボイド率Ａ１の比Ａ１／Ａ２が０．６以下を満たさず、また内側領域の最大ボイド径Ｂ２に対する主面近傍領域の最大ボイド径Ｂ１の比Ｂ１／Ｂ２が０．７以下を満たさず、めっき後の耐薬品性が良くない結果（レッドチェックによる判定が×）となった。
【００６２】
また、本発明範囲外である試料Ｎｏ．２２では、原料のガラス粉末が７０質量％を超え、セラミックフィラーが３０質量％未満であることから、焼成後の内側領域の組成においてクォーツの質量が４０質量％未満となり、熱膨張係数が１０．５×１０−６／℃未満となった。
【００６３】
また、本発明範囲外である試料Ｎｏ．２４では、ガラスセラミックグリーンシートの積層体を上下から挟持するセッターにおいて、セッターのガラス量が１８質量％を超え、セラミックフィラー量が８２質量％未満であることから、焼成後の多層配線基板の主面の緻密化が十分ではないため、めっき後の耐薬品性が良くない結果（レッドチェックによる判定が×）となった。
【００６４】
また、本発明範囲外である試料Ｎｏ．２５では、ガラスセラミックグリーンシートの積層体を上下から挟持するセッターにおいて、セッターのガラス量が１５質量％未満であり、セラミックフィラー量が８５質量％を超えることから、試料Ｎｏ．２４と同様に、焼成後の多層配線基板の主面の緻密化が十分ではないため、めっき後の耐薬品性が良くない結果（レッドチェックによる判定が×）となった。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の多層配線基板の一実施形態の概略断面を示すとともに、焼成後の上下のセッターを取り除く状況を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６６】
１：絶縁基体
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ：絶縁層
１１：主面近傍領域
１２：内側領域
２：貫通導体
３：配線層
【図１】
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