(57)【要約】  本発明は配線基板に関する。配線基板（１２）は、絶縁基板（１８）と、該絶縁基板（１８）の表面に配設された表面配線層（２０、２２）と、絶縁基板（１８）の内部に配設された内部配線層（２４）とを有する配線基板（１２）であって、絶縁基板（１８）は、結晶相が、少なくともＡｌ2Ｏ3又はＡｌ2Ｏ3を含む化合物を主結晶相とし、Ａｌ2Ｏ3の結晶粒径が１．５μｍ未満であり、表面配線層及び内部配線層は、銅とタングステンあるいは銅とモリブデンあるいは銅とタングステン及びモリブデンを含み、タングステン及びモリブデンの粒径が１．０μｍ未満であり、表面配線層及び内部配線層の表面粗さＲａが２．５μｍ未満である。
2016148217.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板（１８）と、
前記絶縁基板（１８）の表面に配設された表面配線層（２０、２２）と、
前記絶縁基板（１８）の内部に配設された内部配線層（２４）とを有する配線基板であって、
前記絶縁基板（１８）は、結晶相が、少なくともＡｌ2Ｏ3又はＡｌ2Ｏ3を含む化合物を主結晶相とし、前記Ａｌ2Ｏ3の結晶粒径が１．５μｍ未満であり、
前記表面配線層（２０、２２）及び前記内部配線層（２４）は、銅とタングステンあるいは銅とモリブデンあるいは銅とタングステン及びモリブデンを含み、
前記タングステン及びモリブデンの粒径が１．０μｍ未満であり、
前記表面配線層（２０、２２）及び前記内部配線層（２４）の表面粗さＲａが２．５μｍ未満であることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
請求項１記載の配線基板において、
少なくとも前記表面配線層（２０、２２）は、前記絶縁基板（１８）との接着強度が、２ｋｇ以上であることを特徴とする配線基板。
【請求項３】
請求項１又は２記載の配線基板において、
前記絶縁基板（１８）が焼結体であることを特徴とする配線基板。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の配線基板において、
前記絶縁基板（１８）は、結晶相が、前記主結晶相の他、ＢａＡｌ2Ｓｉ2Ｏ8結晶相のみを含むことを特徴とする配線基板。
【請求項５】
請求項４記載の配線基板において、
前記絶縁基板（１８）は、ＡｌをＡｌ2Ｏ3換算で８９．０〜９２．０質量％、ＳｉをＳｉＯ2換算で２．０〜５．０質量％、ＭｎをＭｎＯ換算で２．０〜５．０質量％、ＭｇをＭｇＯ換算で０〜２．０質量％、ＢａをＢａＯ換算で０．０５〜２．０質量％含むことを特徴とする配線基板。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の配線基板において、
前記絶縁基板（１８）は、結晶相が、Ａｌ2Ｏ3及びＺｒＯ2を主結晶相とし、その他、Ｍｎ3Ａｌ2（ＳｉＯ4）3又はＭｇＡｌ2Ｏ4を含むことを特徴とする配線基板。
【請求項７】
請求項６記載の配線基板において、
ＡｌをＡｌ2Ｏ3換算で７０．０〜９０．０質量％、ＺｒをＺｒＯ2換算で１０．０〜３０．０質量％、Ａｌ2Ｏ3とＺｒＯ2の合計を１００質量%とした場合、ＭｎをＭｎＯ換算で２．０〜７．０質量％、ＳｉをＳｉＯ2換算で２．０〜７．０質量％、ＢａをＢａＯ換算で０．５〜２．０質量％、ＭｇをＭｇＯ換算で０〜２．０質量％含むことを特徴とする配線基板。
【請求項８】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の配線基板において、
前記絶縁基板（１８）は、結晶相が、３Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2を主結晶相とし、その他、Ａｌ2Ｏ3及びＺｒＯ2を含むことを特徴とする配線基板。
【請求項９】
請求項８記載の配線基板において、
ＡｌをＡｌ2Ｏ3換算で４０．０〜７０．０質量％、ＺｒをＺｒＯ2換算で５．０〜４０．０質量％、ＳｉをＳｉＯ2換算で１０．０〜３０．０質量％、ＭｎをＭｎＯ換算で２．０〜８．０質量％を含むことを特徴とする配線基板。
【請求項１０】
請求項９記載の配線基板において、
Ｂａ、Ｔｉ、Ｙ、Ｃａ及びＭｇのうち、少なくとも１種の元素を含み、
Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、ＳｉＯ2及びＭｎＯの合計を１００質量％としたとき、
Ｂａを含む場合は、ＢａＯ換算で１．５質量％以下含み、
Ｔｉを含む場合は、ＴｉＯ2換算で１．５質量％以下含み、
Ｙを含む場合は、Ｙ2Ｏ3換算で１．５質量％以下含み、
Ｃａを含む場合は、ＣａＯ換算で１．５質量％以下含み、
Ｍｇを含む場合は、ＭｇＯ換算で１．５質量％以下含むことを特徴とする配線基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板に関し、例えば内部に振動子等の素子が実装されるセラミック製のパッケージや高周波用回路基板等に用いて好適な配線基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の配線基板、例えばアルミナ等のセラミックを用いた絶縁基板を有する配線基板として、例えば特許第３８２７４４７号公報、特許第３４９３３１０号公報、特許第３５３７６９８号公報及び特許第３８９８４００号公報に記載の配線基板が知られている。【０００３】
特許第３８２７４４７号公報には、主結晶相の平均結晶粒径が１．５〜５．０μｍの酸化アルミニウム質セラミックスからなる複数の絶縁層を積層してなる絶縁基板と、絶縁基板内部に配設された内部配線層と、絶縁基板表面に配設された表面配線層とを具備した配線基板が記載されている。この配線基板は、内部配線層の周囲のセラミックスへの銅の拡散距離が２０μｍ以下であり、且つ、絶縁基板の表面配線層が形成された基板表面の表面粗さ（Ｒａ）が１μｍ以下の焼き肌面からなる。【０００４】
特許第３４９３３１０号公報には、セラミック製の絶縁基板と、該絶縁基板の内部及び表面に絶縁基板と同時焼成によって形成された表面配線層及び内部配線層とを具備した配線基板が記載されている。この配線基板は、表面配線層が、銅を１０〜７０体積％、タングステン及び／又はモリブデンを３０〜９０体積％の割合で含有し、該表面配線層の表面に、金属層をめっき法によって被着形成してなる。内部配線層は、銅を２０〜８０体積％、タングステン及び／又はモリブデンを２０〜８０体積％の割合で含有する。内部配線層及び金属層が被着形成された表面配線層のシート抵抗はいずれも６ｍオーム／ｓｑ．以下である。【０００５】
特許第３５３７６９８号公報には、アルミニウムを主成分とし、マンガン化合物をＭｎＯ2換算で２．０〜１０．０重量％の割合で含有する相対密度が９５％以上のセラミックスからなる絶縁基板と、該絶縁基板の少なくとも表面に表面配線層を具備してなる配線基板が記載されている。表面配線層は、絶縁基板との同時焼成によって形成され、且つ、銅を１０〜７０体積％、タングステン及び／又はモリブデンを３０〜９０体積％の割合で含有し、且つ、銅からなるマトリックス中にタングステン及び／又はモリブデンが平均粒径１〜１０μｍの粒子として分散含有してなる。【０００６】
特許第３８９８４００号公報には、アルミナを主成分とするセラミックスからなる絶縁基板の少なくとも表面に、焼成時に溶融したＣｕ（銅）を１０〜７０体積％、タングステン（Ｗ）粒子及び／又はモリブデン（Ｍｏ）粒子を３０〜９０体積％の割合で含有するメタライズ配線層が被着形成された配線基板が記載されている。この配線基板は、メタライズ配線層におけるＣｕとタングステン粒子及び／又はモリブデン粒子とが分離しておらず、メタライズ配線層の表面が表面粗さ（Ｒａ）２．５〜４．５μｍの焼き肌面となっている。
【発明の概要】
【０００７】
上述した特許第３８２７４４７号公報、特許第３４９３３１０号公報、特許第３５３７６９８号公報及び特許第３８９８４００号公報には、絶縁基板に対する配線層の密着性を高めることが望ましいとの記載があるが、具体的にどの程度の密着力であるのか記載がなく、しかも、主結晶相の粒径が大きいことから、密着力を高めるには、限界がある。
【０００８】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、低い焼成温度にて作製することができ、配線層の絶縁基板に対する密着性の向上を図ることができる配線基板を提供することを目的とする。
【０００９】
［１］  本発明に係る配線基板は、絶縁基板と、前記絶縁基板の表面に配設された表面配線層と、前記絶縁基板の内部に配設された内部配線層とを有する配線基板であって、前記絶縁基板は、結晶相が、少なくともＡｌ2Ｏ3又はＡｌ2Ｏ3を含む化合物を主結晶相とし、前記Ａｌ2Ｏ3の結晶粒径が１．５μｍ未満であり、前記表面配線層及び前記内部配線層は、銅とタングステンあるいは銅とモリブデンあるいは銅とタングステン及びモリブデンを含み、前記タングステン及びモリブデンの粒径が１．０μｍ未満であり、前記表面配線層及び前記内部配線層の表面粗さＲａが２．５μｍ未満であることを特徴とする。表面粗さＲａは、さらに好ましくは２．０μｍ以下である。
【００１０】
［２］  本発明において、少なくとも前記表面配線層は、前記絶縁基板との接着強度が、２ｋｇ以上であることが好ましい。
【００１１】
［３］  本発明において、絶縁基板が焼結体であることが好ましい。この場合、温度１２００〜１３５０℃にて焼結されていることが好ましい。好ましくは１２００〜１３００℃である。
【００１２】
［４］  本発明において、前記絶縁基板は、結晶相が、前記主結晶相の他、ＢａＡｌ2Ｓｉ2Ｏ8結晶相のみを含むようにしてもよい。
【００１３】
［５］  この場合、前記絶縁基板は、ＡｌをＡｌ2Ｏ3換算で８９．０〜９２．０質量％、ＳｉをＳｉＯ2換算で２．０〜５．０質量％、ＭｎをＭｎＯ換算で２．０〜５．０質量％、ＭｇをＭｇＯ換算で０〜２．０質量％、ＢａをＢａＯ換算で０．０５〜２．０質量％含むことが好ましい。
【００１４】
［６］  本発明において、前記絶縁基板は、結晶相が、Ａｌ2Ｏ3及びＺｒＯ2を主結晶相とし、その他、Ｍｎ3Ａｌ2（ＳｉＯ4）3又はＭｇＡｌ2Ｏ4を含むようにしてもよい。
【００１５】
［７］  この場合、ＡｌをＡｌ2Ｏ3換算で７０．０〜９０．０質量％、ＺｒをＺｒＯ2換算で１０．０〜３０．０質量％、Ａｌ2Ｏ3とＺｒＯ2の合計を１００質量%とした場合、ＭｎをＭｎＯ換算で２．０〜７．０質量％、ＳｉをＳｉＯ2換算で２．０〜７．０質量％、ＢａをＢａＯ換算で０．５〜２．０質量％、ＭｇをＭｇＯ換算で０〜２．０質量％含むことが好ましい。
【００１６】
［８］  本発明において、前記絶縁基板は、結晶相が、３Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2を主結晶相とし、その他、Ａｌ2Ｏ3及びＺｒＯ2を含むようにしてもよい。
【００１７】
［９］  この場合、ＡｌをＡｌ2Ｏ3換算で４０．０〜７０．０質量％、ＺｒをＺｒＯ2換算で５．０〜４０．０質量％、ＳｉをＳｉＯ2換算で１０．０〜３０．０質量％、ＭｎをＭｎＯ換算で２．０〜８．０質量％を含むことが好ましい。
【００１８】
［１０］  また、Ｂａ、Ｔｉ、Ｙ、Ｃａ及びＭｇのうち、少なくとも１種の元素を含み、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、ＳｉＯ2及びＭｎＯの合計を１００質量％としたとき、Ｂａを含む場合は、ＢａＯ換算で１．５質量％以下含み、Ｔｉを含む場合は、ＴｉＯ2換算で１．５質量％以下含み、Ｙを含む場合は、Ｙ2Ｏ3換算で１．５質量％以下含み、Ｃａを含む場合は、ＣａＯ換算で１．５質量％以下含み、Ｍｇを含む場合は、ＭｇＯ換算で１．５質量％以下含むようにしてもよい。
【００１９】
本発明に係る配線基板によれば、低い焼成温度にて作製することができ、配線層の絶縁基板に対する密着性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本実施の形態に係る配線基板を有するセラミックパッケージを示す断面図である。
【図２】図２は、セラミックパッケージの製造方法を示す工程ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る配線基板をセラミックパッケージに適用した実施の形態例を図１及び図２を参照しながら説明する。なお、本明細書において数値範囲を示す「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味として使用される。
【００２２】
セラミックパッケージ１０は、本実施の形態に係る配線基板１２と、枠体１４と、蓋体１６とが、この順番で積層されて構成されている。
【００２３】
配線基板１２は、絶縁基板１８と、絶縁基板１８の上面に形成された上面配線層２０と、絶縁基板１８の下面に形成された下面配線層２２と、絶縁基板１８の内部に形成された内部配線層２４と、該内部配線層２４と下面配線層２２とを電気的に接続する第１ビアホール２６ａと、内部配線層２４と上面配線層２０とを電気的に接続する第２ビアホール２６ｂとを有する。
【００２４】
このセラミックパッケージ１０は、絶縁基板１８の上面と枠体１４とで囲まれた収容空間２８に、水晶振動子３０が導体層３２を介して上面配線層２０に電気的に接続されている。さらに、水晶振動子３０を保護するため、枠体１４の上面に、蓋体１６がガラス層３４を介して気密に封止されている。
【００２５】
上述したセラミックパッケージ１０では、収容空間２８内に、水晶振動子３０を実装した例を示したが、その他、抵抗体、フィルタ、コンデンサ、半導体素子のうち、少なくとも１種以上を実装してもよい。
【００２６】
そして、セラミックパッケージ１０を構成する絶縁基板１８、枠体１４及び蓋体１６は、同一のセラミック素地にて構成している。
【００２７】
絶縁基板１８等を構成するセラミック素地は、Ａｌ2Ｏ3を主結晶相とし、その他、ＢａＡｌ2Ｓｉ2Ｏ8結晶相のみを含む。
【００２８】
具体的には、ＡｌをＡｌ2Ｏ3換算で８９．０〜９２．０質量％、ＳｉをＳｉＯ2換算で２．０〜５．０質量％、ＭｎをＭｎＯ換算で２．０〜５．０質量％、ＭｇをＭｇＯ換算で０〜２．０質量％、ＢａをＢａＯ算で０．０５〜２．０質量％含むことが好ましい。
【００２９】
絶縁基板１８等は、Ａｌ2Ｏ3粉末を８９．０〜９２．０質量％、ＳｉＯ2粉末を２．０〜５．０質量％、ＭｎＣＯ3粉末を３．２〜８．１質量％（ＭｎＯ換算で２．０〜５．０質量％）、ＭｇＯ粉末を０〜２．０質量％、ＢａＣＯ3粉末を０．０６〜２．６質量％（ＢａＯ換算で０．０５〜２．０質量％）含有する成形体を作製した後、成形体を１２００〜１３５０℃（好ましくは１２００〜１３００℃）にて焼成することにより作製される。
【００３０】
この場合、Ａｌ2Ｏ3については、原料（Ａｌ2Ｏ3粉）の平均粒度が０．３〜２．５μｍであり、且つ、焼結体とした際のＡｌ2Ｏ3の結晶粒径が０．３〜１．５μｍであることが好ましい。Ａｌ2Ｏ3の結晶粒径は、さらに好ましくは０．５〜１．０μｍである。
【００３１】
なお、原料の平均粒度は、レーザー回折散乱式粒度分布測定法（ＨＯＲＩＢＡ製、ＬＡ−９２０）により測定して得られる体積基準粒度分布において、小粒径側からの通過分積算（積算通過分率）５０％の粒子径をいう。
【００３２】
焼結体とした際の結晶粒径は、以下のようにして求めた。すなわち、焼結体の表面を、走査型電子顕微鏡にて撮像したとき、撮像した画像全体で５００〜１０００個程度の結晶粒子が写るように走査型電子顕微鏡の倍率を調整した。そして、撮像した画像中、任意の１００個以上の結晶粒子を、画像処理ソフトを用いて、各々真円に換算した粒径の平均により算出した。
【００３３】
ＭｇＯ粉末は、Ａｌ2Ｏ3の焼結助剤として添加され、ＳｉＯ2粉末は、Ａｌ2Ｏ3の焼結助剤として、また、Ｍｎ2ＳｉＯ4ガラス相を生成させて焼結温度の低下を図るために添加される。ＢａＣＯ3粉末は、硬度が高くなるＭｎＡｌ2Ｏ4の生成を抑制するために添加される。
【００３４】
従来では、ＴｉＯ2粉末、Ｃｅ2Ｏ3粉末、Ｆｅ3Ｏ4粉末のいずれか１以上を含むようにしているが、誘電正接が大きくなるため、できるだけ含まないことが好ましい。含めるとしても、０．１質量％以下である。誘電正接は、１ＭＨｚ〜１０ＧＨｚにおいて、３０×１０-4以下が好ましい。さらに好ましくは、１５×１０-4以下、より好ましくは１０×１０-4以下である。これにより、配線基板１２を高周波用回路基板にも適用することができ、好ましい。
【００３５】
なお、必要に応じて、着色剤としてＭｏ酸化物やＷ酸化物を１．０質量％以下含めるようにしてもよい。
【００３６】
これにより、温度１２００〜１３５０℃（好ましくは１２００〜１３００℃）という低温にて焼結することができ、曲げ強度が６００ＭＰａ以上の絶縁基板１８を実現することができる。「曲げ強度」とは、４点曲げ強度をいい、ＪＩＳＲ１６０１（ファインセラミックスの曲げ試験方法）に基づいて室温にて測定した値をいう。
【００３７】
なお、Ａｌの含有量をＡｌ2Ｏ3換算で８９．０〜９２．０質量％とすることで、生成されるＡｌ2Ｏ3の量が最適となり、焼成温度が上昇しても、Ａｌ2Ｏ3の結晶粒径の増大を抑えることができ、もって曲げ強度の向上を図り易くなる。
【００３８】
Ｍｇの含有量をＭｇＯ換算で０〜２．０質量％とすることで、焼結温度の高温化を抑制して、アルミナの粒成長を抑えることができ、強度低下を抑えることができる。
【００３９】
Ｓｉの含有量をＳｉＯ2換算で２．０〜５．０質量％とすることで、生成されるガラス相の量の低下を抑えることができ、１２００〜１３５０℃（好ましくは１２００〜１３００℃）での緻密化を達成し易くなり、また、生成されるガラスの軟化温度の低下並びに気孔率の増大を抑えることができる。さらに、曲げ強度の低下を抑えることができる。
【００４０】
Ｍｎの含有量をＭｎＣＯ3換算で３．２〜８．１質量％とすることで、生成されるガラス相の量の低下を抑えることができ、１２００〜１３５０℃（好ましくは１２００〜１３００℃）での緻密化を達成し易くなり、また、生成されるガラスの軟化温度の低下並びに気孔率の増大を抑えることができる。さらに、曲げ強度の低下を抑えることができる。
【００４１】
Ｂａの含有量をＢａＯ換算で０．０５〜２．０質量％とすることで、ＭｎＡｌ2Ｏ4の生成を抑制し易くなり、強度低下を抑えることができる。また、焼結温度の高温化を抑制して、アルミナの粒成長を抑えることができ、強度低下を抑えることができる。
【００４２】
従って、Ａｌ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｍｇ及びＢａを上述した比率で含有させることで、生成されるガラス相の強度を高めることができ、その結果、曲げ強度が高くなり、本実施の形態に係る配線基板１２を用いたセラミックパッケージ１０の小型化を促進させることができる。しかも、低い焼成温度にて作製することができ、コストの低廉化に有利になる。さらに、生成されるＢａＡｌ2Ｓｉ2Ｏ8結晶相によって、硬度が極度に高くなることが抑制され、押圧ローラーによるチップ分割でのチッピング発生率を低下させることができ、生産性を向上させることができる。
【００４３】
配線基板１２は、上述した絶縁基板１８にて構成しているため、曲げ強度が６００ＭＰａ以上である。曲げ強度が６００ＭＰａよりも低くなると、二次実装の際に熱応力が加わって破壊するおそれがある。あるいは、ハンドリングの際や使用の際の衝撃等により破壊するおそれがある。曲げ強度が６００ＭＰａ以上であれば、このような破壊のリスクを回避することができる。
【００４４】
また、絶縁基板１８等を構成するセラミック素地を表面研磨せずに、セラミックパッケージ１０の絶縁基板１８及び蓋体１６として使用しても、蓋体１６を気密封止する際の破壊を防止することができ、セラミックパッケージ１０の製造コスト及び信頼性を改善することができる。
【００４５】
そして、絶縁基板１８等を構成するセラミック素地が、上述した組成を有することから、温度１２００〜１３５０℃（好ましくは１２００〜１３００℃）という低温にて焼結させることができる。そのため、セラミック素地の前駆体（焼成前の成形体）と、各種配線層（上面配線層２０、下面配線層２２、内部配線層２４）及びビアホール（第１ビアホール２６ａ、第２ビアホール２６ｂ）とを同時焼成することで、配線基板１２を作製することができ、製造工程を簡略化することができる。
【００４６】
さらに、この配線基板１２では、各種配線層が銅とタングステンあるいは銅とモリブデンあるいは銅とタングステン及びモリブデンを含み、タングステンの粒径及びモリブデンの粒径（焼成後）が１．０μｍ未満である。さらに好ましくは、０．７μｍ以下である。
【００４７】
焼成後の各種配線層に含まれるタングステンの焼結体とした際のタングステン及び／又はモリブデンの粒径は、以下のようにして求めた。すなわち、各種配線層の表面を、走査型電子顕微鏡にて撮像したとき、撮像した画像全体で５００〜１０００個程度のタングステン粒子及び／又はモリブデン粒子が写るように走査型電子顕微鏡の倍率を調整した。そして、撮像した画像中、任意の１００個以上のタングステン粒子及び／又はモリブデン粒子を、画像処理ソフトを用いて、各々真円に換算した粒径の平均により算出した。
【００４８】
また、配線基板１２では、上面配線層２０及び下面配線層２２の表面粗さＲａは、２．５μｍ未満である。好ましくは１．７μｍ以上２．５μｍ未満であり、さらに好ましくは１．７μｍ以上２．０μｍ以下である。表面粗さは、上面配線層２０及び下面配線層２２の表面をレーザ顕微鏡（株式会社キーエンス製：ＶＫ−９７００）で倍率５００倍にて測定した。
【００４９】
上面配線層２０及び下面配線層２２は、絶縁基板１８との接着強度が、２ｋｇ以上であった。この範囲であれば、配線基板１２の製造過程、運搬中、セラミックパッケージ１０として使用している過程等において、上面配線層２０及び下面配線層２２が剥離（一部剥離、全部剥離を含む）することがなく、歩留まりの向上、信頼性の向上に寄与する。
【００５０】
ここで、接着強度とは、絶縁基板１８と導体（上面配線層２０及び下面配線層２２等）との密着力を表す概念である。具体的には、平面形状が正方形で一辺の長さが２ｍｍの導体パターンに直径０．６ｍｍの錫被覆軟銅線をＬ字型に曲げたリード線を半田付けし、２０ｍｍ／ｓｅｃの引張り速度で垂直に引っ張ったときの引張り強度をいう。この導体パターンには、半田の濡れ性を確保するためにＮｉめっきを施してもよい。
【００５１】
次に、本実施の形態に係る配線基板１２を有するセラミックパッケージ１０の製造方法について図２を参照しながら説明する。
【００５２】
先ず、図２のステップＳ１ａにおいて、Ａｌ2Ｏ3粉末を８９．０〜９２．０質量％、ＳｉＯ2粉末を２．０〜５．０質量％、ＭｎＣＯ3粉末を３．２〜８．１質量％、ＭｇＯ粉末を０〜２．０質量％、ＢａＣＯ3粉末を０．０６〜２．６質量％含有する混合粉末を準備し、ステップＳ１ｂにおいて、有機成分（バインダー）を準備し、ステップＳ１ｃにおいて、溶剤を準備する。
【００５３】
Ａｌ2Ｏ3粉末の平均粒度は、上述したように、０．３〜２．５μｍが好ましい。ＳｉＯ2粉末の平均粒度は、０．１〜２．５μｍが好ましい。ＭｎＣＯ3粉末の平均粒度は、０．５〜４．０μｍが好ましい。ＭｇＯ粉末の平均粒度は０．１〜１．０μｍが好ましい。ＢａＣＯ3粉末の平均粒度は、０．５〜４．０μｍが好ましい。
【００５４】
ステップＳ１ｂにおいて準備される有機成分（バインダー）は、樹脂、界面活性剤、可塑剤等が挙げられる。樹脂としては、例えばポリビニルブチラールが挙げられ、界面活性剤としては、例えば３級アミンが挙げられ、可塑剤としては、例えばフタル酸エステル（例えばフタル酸ジイソノニル：ＤＩＮＰ）が挙げられる。
【００５５】
ステップＳ１ｃにおいて準備される溶剤は、アルコール系溶剤、芳香族系溶剤等が挙げられる。アルコール系溶剤としては、例えばＩＰＡ（イソプロピルアルコール）が挙げられ、芳香族系溶剤としては、例えばトルエンが挙げられる。
【００５６】
そして、次のステップＳ２において、上述の混合粉末に、有機成分及び溶剤を混合、分散させた後、ステップＳ３において、プレス法、ドクターブレード法、圧延法、射出法等の周知の成形方法によって、セラミック素地の前駆体であるセラミック成形体（セラミックテープとも記す）を作製する。例えば混合粉末に有機成分や溶剤を添加してスラリーを調製した後、ドクターブレード法によって所定の厚みのセラミックテープを形成する。あるいは、混合粉末に有機成分を加え、プレス成形、圧延成形等により所定の厚みのセラミックテープを作製する。
【００５７】
ステップＳ４において、セラミックテープを所望の形状に切断、加工して、第１基板用の広い面積の第１テープと、第２基板用の広い面積の第２テープと、枠体用の第３テープと、蓋体用の第４テープを作製し、さらに、マイクロドリル加工、レーザー加工等により、第１ビアホール２６ａ及び第２ビアホール２６ｂを形成するための貫通孔を形成する。
【００５８】
次に、ステップＳ５において、上述のように作製した第１テープ及び第２テープに対して、上面配線層２０、下面配線層２２、内部配線層２４を形成するための導体ペーストをスクリーン印刷、グラビア印刷等の方法により印刷塗布し、さらに、所望により、導体ペーストを貫通孔内に充填する。
【００５９】
導体ペーストは、導体成分として、ＣｕとＷの混合物、あるいはＣｕとＭｏの混合物、あるいはＣｕとＷとＭｏの混合物を用い、これにＡｌ2Ｏ3粉末、又はＳｉＯ2粉末、又はセラミック素地と同等の粉末を例えば１〜２０質量％、特に８質量％以下の割合で添加したものが好ましい。これにより、導体層の導通抵抗を低く維持したままアルミナ焼結体と導体層の密着性を高め、めっき欠け等の不良の発生を防止することができる。
【００６０】
その後、ステップＳ６において、導体ペーストを印刷塗布した第１テープ及び第２テープ並びに枠体用の第３テープを位置合わせし、積層圧着して、積層体を作製する。
【００６１】
その後、ステップＳ７において、積層体の両面にチップ分割のための分割溝を例えばナイフカットにて形成する。
【００６２】
次のステップＳ８において、積層体及び第４テープを、水素を５％以上含む、水素と窒素のフォーミングガス雰囲気、例えばＨ2／Ｎ2＝３０％／７０％のフォーミングガス雰囲気（ウェッター温度２５〜４７℃）で、１２００〜１３５０℃（好ましくは１２００〜１３００℃）の温度範囲で焼成する。これによって、積層体及び導体ペーストが同時焼成された積層原板（多数個取り基板）が作製される。この焼成によって、上述したように、結晶相が、Ａｌ2Ｏ3を主結晶相とし、その他、ＢａＡｌ2Ｓｉ2Ｏ8結晶相のみを含むセラミック素地、すなわち、多数個取り基板を作製することができる。
【００６３】
焼成雰囲気を、上述のようなフォーミングガス雰囲気で行うことで、導体ペースト中の金属の酸化を防止することができる。焼成温度は、上述した温度範囲が好ましい。焼成温度が１２００℃よりも低いと、緻密化が不十分で曲げ強度が６００ＭＰａに達せず、また、１３５０℃よりも高くなると、積層体を構成する第１テープ、第２テープ及び第３テープの収縮率のばらつきが大きくなり、寸法精度が低下する。これは歩留りの低下につながり、コストの高価格化を招く。もちろん、焼成温度が高くなれば、それだけ設備にコストがかかるという問題もある。
【００６４】
次に、ステップＳ９において、上述の多数個取り基板にめっき処理を行って、該多数個取り基板の表面に形成されている上面配線層２０及び下面配線層２２に、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ａｕ、Ｐｄ及びＣｕのうち、少なくとも１種からなるめっき層を形成する。
【００６５】
その後、ステップＳ１０において、多数個取り基板を、押圧ローラー等で押し当てて複数に分割し（チップ分割）、収容空間２８を有する複数の配線基板１２を作製する。ステップＳ１１において、複数の配線基板１２の各収容空間２８にそれぞれ水晶振動子３０を上面配線層２０に導体層３２を介して実装する。
【００６６】
そして、ステップＳ１２において、各配線基板１２の上面に、封止用のガラス層３４が形成されたセラミック製の蓋体１６により気密に封止することによって、内部に水晶振動子３０が実装された複数のセラミックパッケージ１０が完成する。
【００６７】
このセラミックパッケージ１０の製造方法においては、上述したように、結晶相が、Ａｌ2Ｏ3を主結晶相とし、その他、ＢａＡｌ2Ｓｉ2Ｏ8結晶相のみを含み、曲げ強度が６００ＭＰａ以上のセラミック素地を作製することができる。すなわち、セラミックパッケージ１０等の小型化及び薄型化、並びに曲げ強度の向上を図ることができるセラミック素地を、低い焼成温度にて作製することができ、セラミック素地並びにセラミック素地を用いた製品のコストを低減することができる。
【００６８】
上述のセラミックパッケージ１０の絶縁基板１８を構成するセラミック素地は、結晶相が、Ａｌ2Ｏ3を主結晶相とし、その他、ＢａＡｌ2Ｓｉ2Ｏ8結晶相のみを含む構成としたが、以下に説明する第１変形例〜第３変形例に係るセラミック素地を採用してもよい。
【００６９】
（第１変形例）
第１変形例に係るセラミック素地は、結晶相が、結晶相が、Ａｌ2Ｏ3及びＺｒＯ2を主結晶相とし、その他、Ｍｎ3Ａｌ2（ＳｉＯ4）3又はＭｇＡｌ2Ｏ4を含む。
【００７０】
具体的には、ＡｌをＡｌ2Ｏ3換算で７０．０〜９０．０質量％、ＺｒをＺｒＯ2換算で１０．０〜３０．０質量％、Ａｌ2Ｏ3とＺｒＯ2の合計を１００質量%とした場合、ＭｎをＭｎＯ換算で２．０〜７．０質量％、ＳｉをＳｉＯ2換算で２．０〜７．０質量％、ＢａをＢａＯ換算で０．５〜２．０質量％、ＭｇをＭｇＯ換算で０〜２．０質量％含むことが好ましい。
【００７１】
第１変形例に係るセラミック素地は、例えばＡｌ2Ｏ3粉末を７０．０〜９０．０質量％、ＺｒＯ2粉末を１０．０〜３０．０質量％、ＭｎＯ粉末を２．０〜７．０質量％、ＳｉＯ2粉末を２．０〜７．０質量％、ＢａＯ粉末を０．５〜２．０質量％、ＭｇＯ粉末を０〜２．０質量％含有する成形体を作製した後、成形体を１２００〜１３５０℃にて焼成することにより作製される。このセラミック素地の曲げ強度は６５０ＭＰａ以上である。
【００７２】
（第２変形例）
第２変形例に係るセラミック素地は、結晶相が、３Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2を主結晶相とし、その他、Ａｌ2Ｏ3及びＺｒＯ2を含む。
【００７３】
磁器組成としては、ＡｌをＡｌ2Ｏ3換算で４０．０〜７０．０質量％、ＺｒをＺｒＯ2換算で５．０〜４０．０質量％、ＳｉをＳｉＯ2換算で１０．０〜３０．０質量％、ＭｎをＭｎＯ換算で２．０〜８．０質量％含むことが好ましい。
【００７４】
添加剤として、Ｂａ、Ｔｉ、Ｙ、Ｃａ及びＭｇのうち、少なくとも１種の元素を含んでもよい。Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、ＳｉＯ2及びＭｎＯの合計を１００質量％としたとき、Ｂａを含む場合は、ＢａＯ換算で１．５質量％以下含み、Ｔｉを含む場合は、ＴｉＯ2換算で１．５質量％以下含み、Ｙを含む場合は、Ｙ2Ｏ3換算で１．５質量％以下含み、Ｃａを含む場合は、ＣａＯ換算で１．５質量％以下含み、Ｍｇを含む場合は、ＭｇＯ換算で１．５質量％以下含むことが好ましい。
【００７５】
第２変形例に係るセラミック素地は、例えば３Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2（ムライト）粉末を５０．０〜９３．０質量％、ＺｒＯ2粉末を５．０〜４０．０質量％、Ａｌ2Ｏ3粉末を０〜３６．０質量％、ＳｉＯ2粉末を０〜１６．０質量％、ＭｎＯ粉末を２．０〜８．０質量％含有する成形体を作製した後、成形体を１２００〜１４００℃にて焼成することにより作製される。このセラミック素地の曲げ強度は４５０ＭＰａ以上である。
【００７６】
上述した第１変形例及び第２変形例に係るセラミック素地を用いた配線基板においても、低温にて焼結することができ、配線層の絶縁基板に対する密着性の向上を図ることができる配線基板とすることができる。
【００７７】
上述した例では、配線基板をセラミックパッケージに適用した例を示したが、高周波用回路基板等にも適用することができる。
【実施例】
【００７８】
実施例１〜９、比較例１について、図１に示す配線基板１２と同様の配線基板を作製し、表面配線層及び内部配線層のシート抵抗、表面配線層及び内部配線層に含まれるＷ及びＭｏの粒径、表面配線層の表面粗さＲａ、並びに絶縁基板１８の結晶粒径、結晶相、抗折強度（曲げ強度）及び表面配線層の接着強度を確認した。作製した配線基板は、図１に示す上面配線層、下面配線層及び内部配線層を形成し、第１ビアホール及び第２ビアホールの形成は省略した。【００７９】
［絶縁基板］
絶縁基板１８として、下記表１に示すように、６種類の絶縁基板（Ｎｏ．１〜６）を用いた。以下に、その内訳を説明する。【００８０】
【表１】
2016148217.tif 000003
【００８１】
（絶縁基板Ｎｏ．１）
原料粉末の主成分としてＡｌ2Ｏ3粉末を用いた。Ａｌ2Ｏ3粉末の平均粒径は１．１μｍである。また、焼成後の絶縁基板の組成は、Ａｌ2Ｏ3：９２．５質量％、ＳｉＯ2：４．０質量％、ＭｎＯ：２．９質量％、ＭｇＯ：０．３質量％、ＢａＯ：０．２質量％である。【００８２】
（絶縁基板Ｎｏ．２）
Ａｌ2Ｏ3粉末の平均粒径が０．５μｍであること以外は、絶縁基板Ｎｏ．１と同じである。【００８３】
（絶縁基板Ｎｏ．３）
焼成後の絶縁基板の組成が、Ａｌ2Ｏ3：８９．６質量％、ＳｉＯ2：５．６質量％、ＭｎＯ：４．１質量％、ＭｇＯ：０．４質量％、ＢａＯ：０．３質量％であること以外は、絶縁基板Ｎｏ．２と同じである。【００８４】
（絶縁基板Ｎｏ．４）
原料粉末の主成分としてＡｌ2Ｏ3粉末とＺｒＯ2粉末を用いた。そのうち、Ａｌ2Ｏ3粉末の平均粒径は１．１μｍである。また、焼成後の絶縁基板の組成は、Ａｌ2Ｏ3：６８．８質量％、ＺｒＯ2：１８．７質量％、ＳｉＯ2：４．８質量％、ＭｎＯ：５．３質量％、ＭｇＯ：１．０質量％、ＢａＯ：１．３質量％である。【００８５】
（絶縁基板Ｎｏ．５）
原料粉末の主成分として３Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2粉末とＺｒＯ2粉末を用いた。また、焼成後の絶縁基板の組成は、Ａｌ2Ｏ3：５０．５質量％、ＺｒＯ2：２４．１質量％、ＳｉＯ2：１９．９質量％、ＭｎＯ：４．４質量％、ＢａＯ：１．１質量％である。【００８６】
（絶縁基板Ｎｏ．６）
原料粉末の主成分としてＡｌ2Ｏ3粉末を用いた。Ａｌ2Ｏ3粉末の平均粒径は１．８μｍである。また、焼成後の絶縁基板の組成は、Ａｌ2Ｏ3：９４．０質量％、ＳｉＯ2：３．０質量％、ＭｇＯ：３．０質量％である。【００８７】
＜実施例１＞
絶縁基板Ｎｏ．１の原料粉末に、有機成分として、ポリビニルブチラール、３級アミン及びフタル酸エステル（フタル酸ジイソノニル：ＤＩＮＰ）を混合し、溶剤として、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）及びトルエンを混合、拡散してスラリーを調製し、その後、ドクターブレード法にて厚さ６０〜２７０μｍのセラミックテープを作製した。そして、セラミックテープを所望の形状に切断、加工して、第１テープ〜第４テープを作製した。【００８８】
第１テープ及び第２テープに対して、表面配線層（上面配線層、下面配線層）及び内部配線層を形成するための導体ペーストを印刷塗布した。導体ペーストは、導体成分として、ＣｕとＷとの混合物を用いた。焼成後の導体部の組成は、Ｃｕ：１２ｖｏｌ％、Ｗ：８８ｖｏｌ％である。【００８９】
その後、導体ペーストを印刷塗布した第１テープ及び第２テープを位置合わせし、積層圧着して、積層体を作製した。この積層体並びに第３テープ及び第４テープを、焼成温度（最高温度）が１３５０℃、Ｈ2＋Ｎ2のフォーミングガス雰囲気にて焼成して実施例１に係る配線基板並びに第１セラミック基板及び第２セラミック基板を作製した。表面配線層及び内部配線層は同時焼成にて形成した。第１セラミック基板は、結晶粒径と結晶相を確認するために使用され、第２セラミック基板は、抗折強度を確認するために使用される。第１セラミック基板及び第２セラミック基板を作製することは、以下の実施例２〜９並びに比較例１についても同様である。上面配線層は、接着強度の測定用に平面形状が正方形で一辺の長さが２ｍｍの大きさとした。【００９０】
＜実施例２＞
表面配線層（上面配線層、下面配線層）及び内部配線層を形成するための焼成後の導体部の組成を、Ｃｕ：１８ｖｏｌ％、Ｗ：８２ｖｏｌ％としたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例２に係る配線基板を作製した。【００９１】
＜実施例３＞
絶縁基板Ｎｏ．２の原料粉末を用い、焼成後の導体部の組成を、Ｃｕ：２３ｖｏｌ％、Ｗ：７７ｖｏｌ％とし、焼成温度（最高温度）を１２７０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例３に係る配線基板を作製した。【００９２】
＜実施例４＞
焼成後の導体部の組成を、Ｃｕ：３５ｖｏｌ％、Ｗ：６５ｖｏｌ％としたこと以外は、実施例３と同様にして、実施例４に係る配線基板を作製した。【００９３】
＜実施例５＞
絶縁基板Ｎｏ．３の原料粉末を用い、焼成後の導体部の組成を、Ｃｕ：４５ｖｏｌ％、Ｗ：５５ｖｏｌ％とし、焼成温度（最高温度）を１２００℃としたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例５に係る配線基板を作製した。【００９４】
＜実施例６＞
焼成後の導体部の組成を、Ｃｕ：５３ｖｏｌ％、Ｗ：４７ｖｏｌ％としたこと以外は、実施例５と同様にして、実施例６に係る配線基板を作製した。【００９５】
＜実施例７＞
導体ペーストの導体成分として、ＣｕとＭｏとの混合物を用い、焼成後の導体部の組成をＣｕ：５３ｖｏｌ％、Ｍｏ：４７ｖｏｌ％としたこと以外は、実施例５と同様にして、実施例７に係る配線基板を作製した。【００９６】
＜実施例８＞
絶縁基板Ｎｏ．４の原料粉末を用い、焼成後の導体部の組成を、Ｃｕ：１５ｖｏｌ％、Ｗ：８５ｖｏｌ％とし、焼成温度（最高温度）を１３１０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例８に係る配線基板を作製した。【００９７】
＜実施例９＞
絶縁基板Ｎｏ．５の原料粉末を用い、焼成後の導体部の組成を、Ｃｕ：２５ｖｏｌ％、Ｗ：７５ｖｏｌ％とし、焼成温度（最高温度）を１２９０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例９に係る配線基板を作製した。【００９８】
＜比較例１＞
絶縁基板Ｎｏ．６の原料粉末を用い、焼成後の導体部の組成を、Ｃｕ：５ｖｏｌ％、Ｗ：９５ｖｏｌ％とし、焼成温度（最高温度）を１５００℃としたこと以外は、実施例１と同様にして、比較例１に係る配線基板を作製した。【００９９】
［評価方法］
表面配線層及び内部配線層のシート抵抗、Ｗ及びＭｏの粒径及び表面配線層の表面粗さＲａを以下のように確認した。【０１００】
（シート抵抗）
上面配線層、下面配線層及び内部配線層の各シート抵抗を４端子法にて測定し、その平均値をシート抵抗とした。【０１０１】
（Ｗ及びＭｏの粒径）
上面配線層、下面配線層及び内部配線層の表面を、走査型電子顕微鏡にて撮像したとき、撮像した画像全体で５００〜１０００個程度のＷ粒子及びＭｏ粒子が写るように走査型電子顕微鏡の倍率を調整した。そして、撮像した画像中、任意の１００個以上のＷ粒子及びＭｏ粒子を、画像処理ソフトを用いて、各々真円に換算した粒径の平均により算出した。【０１０２】
（表面粗さＲａ）
上面配線層及び下面配線層の各表面をレーザ顕微鏡（株式会社キーエンス製：ＶＫ−９７００）で倍率５００倍にて測定し、その平均値を表面粗さＲａとした。【０１０３】
（接着強度）
平面形状が正方形で一辺の長さが２ｍｍの上面配線層に直径０．６ｍｍの錫被覆軟銅線をＬ字型に曲げたリード線を半田付けし、２０ｍｍ／ｓｅｃの引張り速度で垂直に引っ張ったときの引張り強度を測定した。評価基準は、接着強度２ｋｇを境に、それよりも高い範囲を３段階Ａ、Ｂ及びＣに分け、最も接着強度が高い範囲をＡとし、接着強度が低くなるに従って順番に評価Ｂ、Ｃとした。また、接着強度が２ｋｇ未満を評価Ｄとした。【０１０４】
絶縁基板の結晶粒径、結晶相及び抗折強度（曲げ強度）を以下のように確認した。【０１０５】
（Ａｌ2Ｏ3の結晶粒径）
粉末化する前の各第１セラミック基板の表面を、上述したように、走査型電子顕微鏡にて撮像したとき、撮像した画像全体で５００〜１０００個程度の結晶粒子が写るように走査型電子顕微鏡の倍率を調整した。そして、撮像した画像中、任意の１００個以上の結晶粒子を、画像処理ソフトを用いて、各々真円に換算した粒径の平均により算出した。【０１０６】
（結晶相）
各第１セラミック基板を、Ｘ線回折により同定した。結晶相が含まれているかどうかの判定基準として、アルミナのメインピーク（１０４面）の強度に対し、３％以上のメインピーク強度を持つものとした。すなわち、アルミナのメインピークの強度に対し、３％以上のメインピーク強度の位置（ピーク位置）とミラー指数並びに格子定数等に基づいて、含まれる結晶相を確認した。【０１０７】
（抗折強度）
各第２セラミック基板を、ＪＩＳＲ１６０１の４点曲げ強度試験に基づいて室温にて測定した。【０１０８】
［評価結果］
実施例１〜９及び比較例１の評価結果を下記表２に示す。【０１０９】
【表２】
2016148217.tif 000004
【０１１０】
実施例１〜９は、いずれもＡｌ2Ｏ3の結晶粒径が１．５μｍ未満であり、タングステン又はモリブデンの粒径が１．０μｍ未満であり、表面配線層の表面粗さＲａが２．５μｍ未満であった。その結果、表面配線層及び内部配線層のシート抵抗を６．０ｍΩ／ｓｑ．以下に低減することができ、接着強度も２ｋｇ以上であった。【０１１１】
その中でも、実施例５〜７は、Ａｌ2Ｏ3の結晶粒径が１．０μｍ未満で、且つ、表面配線層の表面粗さＲａが２．０μｍ未満であることから、表面配線層及び内部配線層のシート抵抗を３．０ｍΩ／ｓｑ．以下に低減することができ、接着強度も評価Ａであった。【０１１２】
また、実施例１〜７の絶縁基板は、Ａｌ2Ｏ3結晶相の他、ＢａＡｌ2Ｓｉ2Ｏ8結晶相を含み、実施例８の絶縁基板は、Ａｌ2Ｏ3結晶相の他、ＺｒＯ2結晶相及びＭｇＡｌ2Ｏ4結晶相を含み、実施例９の絶縁基板は、Ａｌ2Ｏ3結晶相の他、ＺｒＯ2結晶相及び３Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2結晶相を含むことから、抗折強度として６００ＭＰａ以上が得られている。【０１１３】
これに対して、比較例１は、接着強度の評価がＤであった。これは、絶縁基板の結晶粒径が４．０μｍと大きく、表面配線層の表面粗さＲａも３．０μｍと大きいことから、表面配線層の絶縁基板に対する密着性が低下したからだと考えられる。また、比較例１は、表面配線層及び内部配線層のシート抵抗が８．０ｍΩ／ｓｑ．と高かった。さらに、比較例１の絶縁基板は、結晶相として、Ａｌ2Ｏ3結晶相のみであったため、抗折強度が５５０ＭＰａと低かった。【０１１４】
なお、本発明に係る配線基板は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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