(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
８００〜１０００℃で焼成したガラスセラミック基板の表面に表層導体を印刷焼成する際に用いるＡｕ導体ペーストにおいて、
Ａｕ粉末：１００重量部に対してＲｈ：０．０５〜０．２重量部が添加され、ガラスフリットの添加量が０又は０．３重量部以下であることを特徴とするＡｕ導体ペースト。
【請求項２】
焼成前のガラスセラミック基板の両面に８００〜１０００℃では焼結しない拘束焼成用グリーンシートを圧着した状態で、該ガラスセラミック基板を８００〜１０００℃で焼成した後、該ガラスセラミック基板の両面から前記拘束焼成用グリーンシートの残存物を研磨して取り除き、該ガラスセラミック基板の表面に表層導体を印刷焼成する際に用いるＡｕ導体ペーストにおいて、
Ａｕ粉末：１００重量部に対してＲｈ：０．０５〜０．２重量部が添加され、ガラスフリットの添加量が０．１〜１重量部であることを特徴とするＡｕ導体ペースト。
【請求項３】
Ａｕ粉末：１００重量部に対してＣｕ2 Ｏ：０〜０．５重量部、Ｂｉ2 Ｏ3 ：０〜０．５重量部が添加されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のＡｕ導体ペースト。
【請求項４】
前記ガラスフリットは、ＰｂＯ−ＴｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 −ＺｎＯ系ガラスフリット、Ｂ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 −ＰｂＯ−ＺｎＯ系ガラスフリット、ＳｉＯ2 −Ｎａ2 Ｏ−Ｋ2 Ｏ−ＳｒＯ系ガラスフリット、ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｂ2 Ｏ3 −ＭｇＯ−ＣａＯ系ガラスフリットからなる群より選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のＡｕ導体ペースト。
【請求項５】
８００〜１０００℃でガラスセラミック基板を焼成した後、このガラスセラミック基板の表面にＡｕ導体ペーストで表層導体を印刷して焼成するガラスセラミック回路基板の製造方法において、
前記Ａｕ導体ペーストは、Ａｕ粉末：１００重量部に対してＲｈ：０．０５〜０．２重量部が添加され、ガラスフリットの添加量が０又は０．３重量部以下であることを特徴とするガラスセラミック回路基板の製造方法。
【請求項６】
焼成前のガラスセラミック基板の両面に、８００〜１０００℃では焼結しない拘束焼成用グリーンシートを圧着した状態で、該ガラスセラミック基板を８００〜１０００℃で焼成した後、該ガラスセラミック基板の両面から前記拘束焼成用グリーンシートの残存物を研磨して取り除き、その後、該ガラスセラミック基板の表面にＡｕ導体ペーストで表層導体を印刷して焼成するガラスセラミック回路基板の製造方法において、  前記Ａｕ導体ペーストは、Ａｕ粉末：１００重量部に対してＲｈ：０．０５〜０．２重量部が添加され、ガラスフリットの添加量が０．１〜１重量部であることを特徴とするガラスセラミック回路基板の製造方法。
【請求項７】
前記ガラスフリットは、ＰｂＯ−ＴｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 −ＺｎＯ系ガラスフリット、Ｂ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 −ＰｂＯ−ＺｎＯ系ガラスフリット、ＳｉＯ2 −Ｎａ2 Ｏ−Ｋ2 Ｏ−ＳｒＯ系ガラスフリット、ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｂ2 Ｏ3 −ＭｇＯ−ＣａＯ系ガラスフリットからなる群より選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項５又は６に記載のガラスセラミック回路基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、焼成後のガラスセラミック基板の表面にＡｕ表層導体を印刷焼成する際に用いるＡｕ導体ペースト及びガラスセラミック回路基板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
８００〜１０００℃で焼成するガラスセラミック回路基板は、セラミックと同時焼成する内層導体やビア導体として、低抵抗、低融点の金属（Ａｇ系、Ａｕ系、Ｃｕ系等）を使用でき、また、ガラスセラミックの誘電率がアルミナよりも低いという利点があり、近年の信号処理の高速化に対応できるセラミック回路基板として需要が増加している。このガラスセラミック回路基板の表面に形成する表層導体の形成方法は、セラミック基板と同時焼成する同時焼成法と、基板焼成後に印刷焼成する後付け法の２通りがある。
【０００３】
同時焼成法では、ガラスセラミック基板の焼成収縮に伴って表層導体も収縮するため、搭載チップに対する表層導体の寸法精度の管理が面倒である。しかも、焼成時のガラスセラミック基板と表層導体との収縮挙動の相違による基板の反りを抑えるために、表層導体を形成する導体ペーストに多量のガラスフリットを配合して、ガラスセラミック基板と表層導体との収縮挙動の差を少なくする必要があるが、導体ペーストのガラスフリットの配合量が多くなると、表層導体の表面にガラス成分が多量に析出してワイヤボンディングができなくなる欠点がある。
【０００４】
一方、後付け法では、ガラスセラミック基板の焼成後に表層導体を印刷焼成するため、表層導体の焼成収縮がなく、表層導体の寸法精度の管理が容易である。しかも、ガラスセラミック基板と表層導体の収縮挙動をマッチングさせる必要がなく、その分、導体ペーストのガラスフリットの配合量を少なくすることができる利点がある。
【０００５】
このような事情から、ワイヤボンディング性や寸法精度が要求される表層導体を形成する場合には、ワイヤボンディング性に優れたＡｕを主体とする導体ペーストを用いて後付け法で表層導体を形成するようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来、ガラスセラミック基板の表層導体に用いるＡｕ導体ペーストは、アルミナ基板用に開発されたＡｕ導体ペーストをほぼそのまま流用していたため、Ａｕ粉末：１００重量部に対するガラスフリットの添加量が１重量部以上となっていた。これは、Ａｕ表層導体とセラミック基板（アルミナ基板）との接合に、接着剤となるガラス成分の存在が不可欠であると考えられていたためである。
【０００７】
しかし、ガラスセラミック基板は、アルミナ基板とは異なり、焼成後の基板表面にガラス成分が存在するため、ガラスフリットの添加量の多いアルミナ基板用のＡｕ導体ペーストを用いると、ガラス成分が多くなり過ぎて、表層導体の表面にガラス成分が多く析出してしまい、ワイヤボンディング性が悪くなるという欠点がある。しかも、焼成後の表層導体に、膨れ、発泡、ピンホール等の外観上の欠陥が生じやすいという欠点もある。
【０００８】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、焼成後のガラスセラミック基板の表面に、ワイヤボンディング性、メタライズ強度（表層導体接合強度）及び外観の良好な表層導体を形成することができるＡｕ導体ペースト及びガラスセラミック回路基板の製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、焼成後のガラスセラミック基板の表面に表層導体を印刷焼成する際に用いるＡｕ導体ペーストは、Ａｕ粉末：１００重量部に対してＲｈ：０．０５〜０．２重量部を添加し、ガラスフリットの添加量を０又は０．３重量部以下としたものである（請求項１，５）。つまり、焼成後のガラスセラミック基板の表面には、ガラス成分が存在するため、Ａｕ導体ペーストのガラスフリットの添加量が０又は０．３重量部以下であっても、基板表面に存在するガラス成分によって十分な表層導体の接合強度（メタライズ強度）が確保される。しかも、ガラスフリットの添加量が０又は０．３重量部以下であれば、後述するＲｈによるガラス析出抑制効果と相俟って、表層導体の表面へのガラス成分の析出が効果的に抑えられ、良好なワイヤボンディング性が確保される。
【００１０】
従来のＡｕ導体ペースト（Ｒｈの添加無し）は、Ａｕの焼結が早く進みすぎる傾向がある。その結果、焼結中に、表層導体の表面のＡｕ粒界の微小空隙が比較的早期に塞がれてしまい、表層導体の下層部から発生するガスを放出できなくなり、そのガスの圧力によって表層導体に膨れや発泡等の外観上の欠陥が生じることがある。
【００１１】
その点、本発明では、Ａｕ導体ペーストにＲｈを添加しているので、このＲｈがＡｕの焼結を抑制する焼結抑制剤として働き、焼結中に、表層導体の表面にＡｕ粒界の微小空隙を適度に残して、下層部から発生するガスを放出する。これにより、表層導体に膨れや発泡等の外観上の欠陥が生じることが防止される。また、Ｒｈは、表層導体の焼結収縮力を緩和する働きをし、それによって、表層導体とガラスセラミック基板との接合に関与するガラス成分に対するストレスを軽減してメタライズ強度を向上させる役割も果たす。更に、Ｒｈは、Ａｕ粒子成長に伴ってＡｕ粒界に沿って生じるガラス成分の析出を抑える役割も果たす。
【００１２】
但し、Ｒｈの添加量が多すぎると、Ａｕの焼結が抑制され過ぎて表層導体が焼結不良になりやすい。後述する実験結果によれば、Ａｕ粉末：１００重量部に対するＲｈの添加量が０．０５〜０．２重量部であれば、適度な焼結抑制効果を得ることができ、表層導体のワイヤボンディング性、メタライズ強度、外観上の品質を共に満足することができる。尚、Ａｕ導体ペーストに添加するＲｈの形態は、レジネート、金属粉末のいずれであっても良い。
【００１３】
近年、ガラスセラミック基板を焼成する際に、基板の面方向の焼成収縮を小さくして基板寸法精度を向上させる焼成法として、拘束焼成法が開発されている。この拘束焼成法では、焼成前のガラスセラミック基板の両面に、８００〜１０００℃では焼結しない拘束焼成用アルミナグリーンシートを圧着し、この状態で、該ガラスセラミック基板を加圧しながら（又は加圧しないで）、８００〜１０００℃で焼成した後、該ガラスセラミック基板の両面から拘束焼成用アルミナグリーンシートの残存物を研磨して取り除いてガラスセラミック基板を製造するようにしている。
【００１４】
この拘束焼成法では、焼成後にガラスセラミック基板の表面から拘束焼成用アルミナグリーンシートの残存物を研磨して取り除く工程で、基板表面のガラス成分までも取り除かれてしまうため、基板表面のガラス成分が通常焼成基板よりも少なくなる。このため、拘束焼成法で焼成したガラスセラミック基板（拘束焼成基板）に用いるＡｕ導体ペーストは、ガラスフリットをある程度添加しないと、十分なメタライズ強度が得られない。但し、この拘束焼成基板でも、従来のＡｕ導体ペーストでは、ガラスフリットの添加量が多すぎて、表層導体の表面にガラス成分が多く析出してしまい、ワイヤボンディング性が悪くなる。
【００１５】
そこで、本発明では、拘束焼成基板に用いるＡｕ導体ペーストは、Ａｕ粉末：１００重量部に対してＲｈ：０．０５〜０．２重量部を添加し、ガラスフリットの添加量を０．１〜１重量部としている（請求項２，６）。拘束焼成基板は、基板表面のガラス成分が研磨されて取り除かれるが、研磨後も、基板表面に多少のガラス成分が残るため、アルミナ基板と比較すれば、基板表面のガラス成分が多い。従って、Ａｕ導体ペーストのガラスフリットの添加量は、従来より少なくても良く、ガラスフリットの少量の添加と基板表面のガラス成分とによって十分なメタライズ強度を確保できる。しかも、ガラスフリットの添加量が１重量部以下であるため、Ｒｈによるガラス析出抑制効果と相俟って、表層導体の表面へのガラス成分の析出が十分に抑えられ、良好なワイヤボンディング性も確保できる。尚、Ｒｈの添加による効果は、通常焼成基板の場合と同じである。
【００１６】
また、請求項３のように、Ａｕ導体ペーストのＡｕ粉末：１００重量部に対してＣｕ2 Ｏ：０〜０．５重量部、Ｂｉ2 Ｏ3 ：０〜０．５重量部を添加しても良い。Ａｕ導体ペーストにＣｕ2 Ｏ及び／又はＢｉ2 Ｏ3 を添加すれば、メタライズ強度を向上できるが、これらの添加量が多くなり過ぎると、ワイヤボンディング性が悪くなる。後述する実験結果から明らかなように、Ｃｕ2 Ｏ：０〜０．５重量部、Ｂｉ2 Ｏ3 ：０〜０．５重量部とすれば、ワイヤボンディング性を低下させることなく、メタライズ強度を向上できる。
尚、請求項４，７のように、ガラスフリットとしては、ＰｂＯ−ＴｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 −ＺｎＯ系ガラスフリット、Ｂ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 −ＰｂＯ−ＺｎＯ系ガラスフリット、ＳｉＯ2 −Ｎａ2 Ｏ−Ｋ2 Ｏ−ＳｒＯ系ガラスフリット、ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｂ2 Ｏ3 −ＭｇＯ−ＣａＯ系ガラスフリットからなる群より選ばれる少なくとも１種を用いれば良い。これら４種類のガラスフリットは、後述する表３に示すように、軟化点が異なる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
［実施形態（１）］
図１に示す本発明の実施形態（１）では、通常焼成法（拘束焼成用グリーンシートを用いない焼成法）で焼成したガラスセラミック基板１１の表面にＡｕ導体ペーストでパッド等の表層導体１２を形成する。
【００１８】
ガラスセラミック基板１１は単層基板でも良いが、グリーンシート積層法により複数枚のグリーンシートを積層した多層基板でも良い。ガラスセラミック基板１１の材料としては、ＣａＯ−ＳｉＯ２  −Ａｌ２  Ｏ３  −Ｂ２  Ｏ３  系ガラス：５０〜６５重量％（好ましくは６０重量％）とアルミナ：５０〜３５重量％（好ましくは４０重量％）との混合物を用いる。この他、ＭｇＯ−ＳｉＯ２  −Ａｌ２  Ｏ３  −Ｂ２  Ｏ３  系ガラスとアルミナ粉末との混合物、ＳｉＯ２  −Ｂ２  Ｏ３  系ガラスとアルミナとの混合物、ＰｂＯ−ＳｉＯ２  −Ｂ２  Ｏ３  系ガラスとアルミナとの混合物、コージェライト系結晶化ガラス等の８００〜１０００℃で焼成できるガラスセラミック材料を用いても良い。
【００１９】
ガラスセラミック基板１１が多層基板の場合には、各層のグリーンシートを積層する前に、各層のグリーンシートのビアホールに、Ａｇ、Ａｇ／Ｐｄ、Ａｕ、Ａｇ／Ｐｔ、Ｃｕ等の低融点金属の導体ペーストを充填し、最上層を除く各層のグリーンシートに、同じ低融点金属の導体ペーストを使用して内層導体パターンをスクリーン印刷する。この印刷工程後に、各層のグリーンシートを積層して加熱圧着して一体化する。
【００２０】
このガラスセラミック基板１１を通常焼成法によって８００〜１０００℃（好ましくは９００℃）で焼成した後、下記の表１、表２の組成のＡｕ導体ペーストを用いて、ガラスセラミック基板１１の表面に表層導体１２をスクリーン印刷する。
【００２１】
【表１】
0003591770.tif 000002
【００２２】
【表２】
0003591770.tif 000003
【００２３】
ここで使用するＡｕ導体ペーストは、Ａｕ粉末：１００重量部に対してＲｈ：０．０５〜０．２重量部、ガラスフリット：０〜０．５重量部、Ｃｕ２  Ｏ：０〜０．５重量部、Ｂｉ２  Ｏ３  ：０〜０．５重量部が添加されている。ここで、Ｒｈは、レジネート、金属粉末等のいずれの形態で添加しても良く、要は、Ｒｈのメタル分が０．０５〜０．２重量部であれば良い。Ａｕ導体ペーストに配合する樹脂は、例えば、エチルセルロース、アクリル系、ブチラール系等のいずれかの樹脂を用いれば良く、また、溶剤は、例えば、ターペノール、ＢＣＡ、エステルアルコール系等のいずれかを用いれば良い。ガラスフリットは、次の表３に示す４種類の組成のガラスフリットの中からいずれかを用いれば良い（これ以外の組成のガラスフリットを用いても良い）。
【００２４】
【表３】
0003591770.tif 000004
【００２５】
このＡｕ導体ペーストを用いて、ガラスセラミック基板１１の表面に表層導体１２をスクリーン印刷した後、この表層導体１２を８００〜１０００℃（好ましくは８５０〜９００℃）で焼成する。
【００２６】
この焼成中に、Ａｕ導体ペーストに含まれたＲｈがＡｕの焼結を抑制する焼結抑制剤として働き、表層導体１２の表面にＡｕ粒界の微小空隙を適度に残して、下層部から発生するガスを放出する。これにより、表層導体１２に膨れ、発泡、ピンホール等の外観上の欠陥が生じることが防止される。また、Ｒｈは、表層導体１２の焼結収縮力を緩和する働きをし、それによって、表層導体１２とガラスセラミック基板１１との接合に関与するガラス成分に対するストレスを軽減して表層導体１２の接合強度（メタライズ強度）を向上させる役割も果たす。更に、Ｒｈは、Ａｕ粒子成長に伴ってＡｕ粒界に沿って生じるガラス成分の析出を抑える役割も果たす。
【００２７】
この場合、Ａｕ導体ペーストのガラスフリットの添加量が０又は０．５重量部以下であるが、従来は、このような少ないガラスフリットの添加量では、表層導体１２とガラスセラミック基板１１との接着剤となるガラス成分が不足して必要なメタライズ強度を確保できないと考えられていた。この考え方は、アルミナ基板に対しては正しいが、ガラスセラミック基板１１には正しくない。
【００２８】
つまり、アルミナ基板は、基板表面にガラス成分が存在しないため、Ａｕ導体ペーストのガラスフリットの添加量をある程度多くしないと、表層導体の接合界面のガラス成分が不足し、必要なメタライズ強度を得ることができない。
【００２９】
これに対し、ガラスセラミック基板１１の表面には、ガラス成分が存在するため、Ａｕ導体ペーストのガラスフリットの添加量が０又は０．５重量部以下であっても、基板表面に存在するガラス成分によって十分なメタライズ強度を確保できる。しかも、ガラスフリットの添加量が０又は０．５重量部以下であれば、Ｒｈによるガラス析出抑制効果と相俟って、表層導体１２の表面へのガラス成分の析出が効果的に抑えられ、良好なワイヤボンディング性が確保される。また、Ａｕ導体ペーストに添加したＣｕ２  Ｏ及び／又はＢｉ２  Ｏ３  がメタライズ強度を向上させる役割も果たす。
【００３０】
本発明者は、通常焼成法で焼成したガラスセラミック基板（通常焼成基板）１１の表層導体１２に用いるＡｕ導体ペーストの適正な組成を考察する試験を行ったので、その試験結果について表４、表５及び図２を用いて説明する。
【００３１】
【表４】
0003591770.tif 000005
【００３２】
表４に示す実施例１〜３で用いたＡｕ導体ペーストは、固形分の組成を前記表２の範囲（適正とされる範囲）内で変えたものであり、比較例１，２で用いたＡｕ導体ペーストは、Ｒｈの添加量が０で、ガラスフリットの添加量が前記表２の範囲よりも多く、１重量部と２重量部である。
【００３３】
実施例１〜３は、ガラスフリットの添加量が０又は従来よりもかなり少ないが（０．３重量部以下）、ガラスセラミック基板表面に存在するガラス成分によってメタライズ強度が３ｋｇ／２ｍｍ□以上（２ｍｍ×２ｍｍのパッド当たり３ｋｇ以上）であり、必要とされるメタライズ強度（２ｋｇ／２ｍｍ□以上）を十分に確保できる。しかも、実施例１〜３は、ガラスフリットの添加量が０又は微量（０．３重量部以下）であるため、Ｒｈによるガラス析出抑制効果と相俟って、表層導体の表面へのガラス成分の析出が十分に抑えられ、ワイヤボンディングの不良発生率が０．０３％以下となり、ワイヤボンディング性が優れている。更に、Ａｕ導体ペーストに添加したＲｈの適度な焼結抑制効果によって、表層導体の表面の膨れ、発泡、ピンホール等も防止され、表層導体の表面の外観も優れている。
【００３４】
一方、比較例１，２で用いたＡｕ導体ペーストは、ガラスフリットの添加量が多すぎるため、表層導体の表面にガラス成分が多量に析出してしまい、ワイヤボンディング性が非常に悪くなる。しかも、表層導体の焼結中に、Ａｕの焼結が早く進みすぎて、表層導体に膨れやピンホール等が発生したり、表層導体の表面に析出したガラスで外観上の品質を悪くする。
【００３５】
【表５】
0003591770.tif 000006
【００３６】
表５は、ガラスフリット、Ｒｈ、Ｃｕ２  Ｏ、Ｂｉ２  Ｏ３  の添加量とワイヤボンディング性との関係を評価する試験データである。本試験では、ボンディングワイヤとしてＡｕ３０μｍワイヤを用い、表５（ｄ）に示す基準でワイヤボンディング性を評価した。
【００３７】
表５（ａ）は、ガラスフリット添加量とワイヤボンディング性との関係を評価するため、Ｒｈ：０．１重量部、Ｃｕ２  Ｏ：０、Ｂｉ２  Ｏ３  ：０の条件で、ガラスフリットの添加量のみを変えてワイヤボンディング性を評価したものである。この場合、ガラスフリットの添加量が０〜０．３重量部では表層導体の表面へのガラス成分の析出が極めて少なく、ワイヤボンディングの不良発生率が０．０３％以下であり、ワイヤボンディング性が「優」であった。また、ガラスフリットの添加量が０．５重量部になると、表層導体の表面へのガラス成分の析出が僅かに生じるものの、ワイヤボンディングの不良発生率は０．０３〜０．１％であり、ワイヤボンディング性が「良」であった。ガラスフリットの添加量が１重量部以上になると、表層導体の表面へのガラス成分の析出が多くなってワイヤボンディングの不良発生率が０．１％以上にもなり、ワイヤボンディング性が「不可」となった。この試験結果から、ワイヤボンディング性を満足できるガラスフリットの添加量は０〜０．５重量部であることが確認された。
【００３８】
表５（ｂ）は、Ｒｈの添加量とワイヤボンディング性との関係を評価するため、ガラスフリット：０、Ｃｕ２  Ｏ：０、Ｂｉ２  Ｏ３  ：０の条件で、Ｒｈの添加量のみを変えてワイヤボンディング性を評価したものである。この場合、Ｒｈの添加量が０であると、表層導体に膨れ、発泡、ピンホール等が生じてしまい、評価が「不可」となった。Ｒｈの添加量が０．０５〜０．１５重量部では、ワイヤボンディング性が「優」であった。Ｒｈの添加量が０．２重量部でも、ワイヤボンディング性が「良」であった。Ｒｈの添加量が０．２５重量部になると、Ａｕの焼結が抑制され過ぎて表層導体が焼結不良になるため、不良発生率が０．１％以上にもなり、ワイヤボンディング性が「不可」となった。この試験結果から、適正なＲｈの添加量は０．０５〜０．２重量部であることが確認された。
【００３９】
一方、表５（ｃ）は、Ｃｕ２  Ｏ、Ｂｉ２  Ｏ３  の添加量とワイヤボンディング性との関係を評価するため、ガラスフリット：０、Ｒｈ：０．１重量部の条件で、Ｃｕ２  Ｏ、Ｂｉ２  Ｏ３  の添加量のみを変えてワイヤボンディング性を評価したものである。この場合、Ｃｕ２  Ｏ、Ｂｉ２  Ｏ３  の添加量が０〜０．２５重量部であると、Ｃｕ２  Ｏ、Ｂｉ２  Ｏ３  の添加がワイヤボンディング性に与える影響がほとんどなく、ワイヤボンディング性は「優」であった。Ｃｕ２  Ｏ、Ｂｉ２  Ｏ３  の添加量が０．５重量部になると、Ｃｕ２  Ｏ、Ｂｉ２  Ｏ３  の添加によるワイヤボンディング性への影響が若干現れてワイヤボンディング性が少し低下するものの、それでもワイヤボンディングの不良発生率は０．０３〜０．１％であり、ワイヤボンディング性は「良」であった。Ｃｕ２  Ｏ、Ｂｉ２  Ｏ３  の添加量が０．７５重量部以上になると、Ｃｕ２  Ｏ、Ｂｉ２  Ｏ３  の添加によるワイヤボンディング性への影響が大きくなり、不良発生率が０．１％以上にもなり、ワイヤボンディング性が「不可」となった。このような試験結果から、ワイヤボンディング性を満足できるＣｕ２  Ｏ及び／又はＢｉ２  Ｏ３  の添加量は０〜０．５重量部であることが確認された。
【００４０】
図２は、ガラスフリット、Ｒｈの添加量とメタライズ強度の関係を評価する試験データである。本試験では、Ａｕ導体ペーストで２ｍｍ×２ｍｍのパッドを形成し、このパッドのメタライズ強度を測定した。
【００４１】
図２（ａ）に示すように、ガラスフリットの添加量が０〜０．５重量部でも、１重量部以上の場合と同じく、メタライズ強度が３ｋｇ／２ｍｍ□以上となり、必要とされるメタライズ強度（２ｋｇ／２ｍｍ□以上）を十分に確保できた。この試験結果と表５（ａ）の結果から、ガラスフリットの添加量が０〜０．５重量部であれば、メタライズ強度とワイヤボンディング性の両方の条件を満たすことが確認された。
【００４２】
図２（ｂ）に示すように、Ｒｈの添加量が０〜０．２５重量部では、必要とされるメタライズ強度（２ｋｇ／２ｍｍ□以上）を確保できた。この試験結果と表５（ｂ）の結果から、Ｒｈの添加量が０．０５〜０．２重量部であれば、メタライズ強度とワイヤボンディング性の両方の条件を満たすことが確認された。
【００４３】
［実施形態（２）］
図３に示す本発明の実施形態（２）では、拘束焼成法で焼成したガラスセラミック基板（拘束焼成基板）２１の表面にＡｕ導体ペーストでパッド等の表層導体２２を形成する。
【００４４】
ガラスセラミック基板２１は、単層基板でも良いが、グリーンシート積層法により複数枚のグリーンシートを積層した多層基板でも良く、また、ガラスセラミックの組成は、通常焼成基板と同じで良い。拘束焼成法でも、焼成前のガラスセラミック基板（以下「生基板」という）２１を作製する工程は、通常焼成法の場合と同じで良い。
【００４５】
生基板２１の作製後、生基板２１の両面に、８００〜１０００℃では焼結しないアルミナグリーンシート等の拘束焼成用グリーンシート２３を圧着する。尚、生基板２１が多層基板の場合は、複数枚のグリーンシートを積層圧着して生基板２１を作製する工程で、同時に拘束焼成用グリーンシート２３を生基板２１の上下両面に積層圧着するようにしても良い。
【００４６】
基板焼成工程では、拘束焼成用グリーンシート２３が圧着された生基板２１を平行平板２４間に挟み込んで２〜２０ｋｇｆ／ｃｍ２  の圧力で加圧しながら、ガラスセラミック基板１１の焼結温度である８００〜１０００℃（好ましくは９００℃）で焼成する。尚、生基板２１を加圧せずに焼成しても良く、この場合でも、ガラスセラミック基板２１の両面に圧着された拘束焼成用グリーンシート２３によって該基板２１の焼成収縮が抑制される。
【００４７】
基板焼成中に、生基板２１両面に圧着された拘束焼成用グリーンシート２３のセラミック（アルミナ等）は、１６００℃前後に加熱しないと焼結しないので、８００〜１０００℃で焼成すれば、拘束焼成用グリーンシート２３は未焼結のまま残される。但し、焼成の過程で、拘束焼成用グリーンシート２３中の溶剤や樹脂が飛散してセラミック粉体として残る。
【００４８】
基板焼成後、ガラスセラミック基板２１の両面に付着した拘束焼成用グリーンシート２１の残存物（セラミック粉体）を適宜の研磨法、例えば湿式ブラスト（ウォータジェット）、バフ研磨等により除去する。この研磨工程で、ガラスセラミック基板２１の表面のガラス成分までも取り除かれてしまうため、基板表面のガラス成分が通常焼成基板よりも少なくなる。
【００４９】
研磨工程後、下記の表６の組成のＡｕ導体ペーストを用いて、ガラスセラミック基板２１の表面に表層導体２２をスクリーン印刷する。
【００５０】
【表６】
0003591770.tif 000007
【００５１】
この拘束焼成基板２１に用いるＡｕ導体ペーストは、ガラスフリットの添加量が０．１〜１重量部であることを除いて、通常焼成基板１１に用いるＡｕ導体ペーストと同じである（表１、表２参照）。
【００５２】
このＡｕ導体ペーストを用いて、ガラスセラミック基板１１の表面に表層導体１２をスクリーン印刷した後、この表層導体１２を８００〜１０００℃（好ましくは８５０〜９００℃）で焼成する。
【００５３】
この場合、拘束焼成基板２１の表面のガラス成分は、通常焼成基板１１よりも少ないが、アルミナ基板よりも多い。従って、Ａｕ導体ペーストのガラスフリットの添加量は、従来より少なくても良く、ガラスフリットの少量の添加と基板表面のガラス成分とによって十分なメタライズ強度を確保できる。しかも、ガラスフリットの添加量が１重量部以下であるため、Ｒｈによるガラス析出抑制効果と相俟って、表層導体の表面へのガラス成分の析出が十分に抑えられ、良好なワイヤボンディング性も確保できる。尚、Ｒｈ、Ｃｕ２  Ｏ、Ｂｉ２  Ｏ３  の添加による効果は、通常焼成基板１１の場合と同じである。
【００５４】
本発明者は、拘束焼成基板２１の表層導体２２に用いるＡｕ導体ペーストの適正な組成を考察する試験を行ったので、その試験結果について表７、表８及び図４を用いて説明する。
【００５５】
【表７】
0003591770.tif 000008
【００５６】
表７に示す実施例１〜３で用いたＡｕ導体ペーストは、固形分の組成を前記表６の範囲（適正とされる範囲）内で変えたものであり、比較例１，２で用いたＡｕ導体ペーストは、Ｒｈの添加量が０で、ガラスフリットの添加量が０．５重量部と２重量部である。
【００５７】
実施例１〜３は、ガラスフリットの添加量が０．３〜１重量部であり、やや多めであるが、従来よりは少ない。拘束焼成基板の表面のガラス成分は、通常焼成基板よりも少ないが、アルミナ基板よりも多いため、ガラスフリットの少量の添加と基板表面のガラス成分とによって必要なメタライズ強度（２ｋｇ／２ｍｍ□以上）を確保できる。しかも、実施例１〜３は、ガラスフリットの添加量が１重量部以下と少ないため、Ｒｈによるガラス析出抑制効果と相俟って、表層導体の表面へのガラス成分の析出が十分に抑えられ、優れたワイヤボンディング性が得られる。更に、Ａｕ導体ペーストに添加したＲｈの適度な焼結抑制効果によって表層導体の表面の膨れ、発泡、ピンホール等も防止され、表層導体の表面の外観も優れている。
【００５８】
一方、比較例１，２は、ガラスフリットの添加によってメタライズ強度は確保できるが、Ｒｈの添加量が０であるため、Ｒｈによるガラス析出抑制効果がなく、しかも、比較例２では、ガラスフリットの添加量が過剰である。このため、比較例１，２共に、表層導体の表面にガラス成分が多量に析出してしまい、ワイヤボンディング性が非常に悪くなる。しかも、表層導体の焼結中に、Ａｕの焼結が早く進みすぎて、表層導体に膨れやピンホール等が発生したり、表層導体の表面に析出したガラスで外観上の品質を悪くする。
【００５９】
【表８】
0003591770.tif 000009
【００６０】
表８は、ガラスフリット、Ｒｈ、Ｃｕ２  Ｏ、Ｂｉ２  Ｏ３  の添加量とワイヤボンディング性との関係を評価する試験データである。本試験では、ボンディングワイヤとしてＡｕ３０μｍワイヤを用い、表８（ｄ）に示す基準でワイヤボンディング性を評価した。
【００６１】
表８（ａ）はガラスフリットの添加量とワイヤボンディング性との関係を評価するため、Ｒｈ：０．１重量部、Ｃｕ２  Ｏ：０．２重量部、Ｂｉ２  Ｏ３  ：０．２重量部の条件で、ガラスフリットの添加量のみを変えてワイヤボンディング性を評価したものである。この場合、ガラスフリットの添加量が０では、必要なメタライズ強度が得られず、表層導体の膜はがれが発生した。ガラスフリットの添加量が０．１〜０．５重量部では、表層導体の表面へのガラス成分の析出が極めて少なく、ワイヤボンディング性が「優」であった。また、ガラスフリットの添加量が１重量部になると、表層導体の表面へのガラス成分の析出が僅かに生じるものの、ワイヤボンディングの不良発生率は０．０３〜０．１％であり、ワイヤボンディング性が「良」であった。ガラスフリットの添加量が２重量部になると、表層導体の表面へのガラス成分の析出が多くなってワイヤボンディングの不良発生率が０．１％以上にもなり、ワイヤボンディング性が「不可」となった。このような試験結果から、ワイヤボンディング性を満足できるガラスフリットの添加量は０．１〜１重量部であることが確認された。
【００６２】
表８（ｂ）はＲｈの添加量とワイヤボンディング性との関係を評価するため、ガラスフリット：０．５重量部、Ｃｕ２  Ｏ：０．２重量部、Ｂｉ２  Ｏ３  ：０．２重量部の条件で、Ｒｈの添加量のみを変えてワイヤボンディング性を評価したものである。Ｒｈの添加量とワイヤボンディング性との関係は、前述した通常焼成基板の場合と同じ結果が得られ、ワイヤボンディング性を満足するＲｈの添加量は、０．０５〜０．２重量部であることが確認された。
【００６３】
表８（ｃ）は、Ｃｕ２  Ｏ、Ｂｉ２  Ｏ３  の添加量とワイヤボンディング性との関係を評価するため、ガラスフリット：０．５重量部、Ｒｈ：０．１重量部の条件で、Ｃｕ２  Ｏ、Ｂｉ２  Ｏ３  の添加量のみを変えてワイヤボンディング性を評価したものである。この場合も、通常焼成基板の場合と同じ結果が得られ、Ｃｕ２  Ｏ、Ｂｉ２  Ｏ３  の添加量が０〜０．５重量部であれば、ワイヤボンディング性を満足できることが確認された。
【００６４】
図４は、ガラスフリット、Ｒｈ、Ｃｕ２  Ｏ、Ｂｉ２  Ｏ３  の添加量とメタライズ強度の関係を評価する試験データである。本試験では、Ａｕ導体ペーストで２ｍｍ×２ｍｍのパッドを形成し、このパッドのメタライズ強度を測定した。
【００６５】
図４（ａ）に示すように、ガラスフリットの添加量が０の場合には、メタライズ強度が０．２ｋｇ／２ｍｍ□となり、必要なメタライズ強度を確保できない。ガラスフリットの添加量が０．１〜２重量部になると、必要とされるメタライズ強度（２ｋｇ／２ｍｍ□以上）を確保できた。この試験結果と表８（ａ）の結果から、ガラスフリットの添加量が０．１〜１重量部であれば、メタライズ強度とワイヤボンディング性の両方の条件を満たすことが確認された。
【００６６】
図４（ｂ）に示すように、Ｒｈの添加量が０〜０．２重量部であれば、必要とされるメタライズ強度（２ｋｇ／２ｍｍ□以上）を確保できた。この試験結果と表８（ｂ）の結果から、Ｒｈの添加量が０．０５〜０．２重量部であれば、メタライズ強度とワイヤボンディング性の両方の条件を満たすことが確認された。
【００６７】
図４（ｃ）に示すように、Ｃｕ２  Ｏ、Ｂｉ２  Ｏ３  の添加量が０〜０．７５重量部であれば、必要とされるメタライズ強度（２ｋｇ／２ｍｍ□以上）を確保できた。この試験結果と表８（ｃ）の結果から、Ｃｕ２  Ｏ、Ｂｉ２  Ｏ３  の添加量が０〜０．５重量部であれば、メタライズ強度とワイヤボンディング性の両方の条件を満たすことが確認された。
【００６８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の請求項１，５によれば、通常焼成基板の表面にガラス成分が存在することを考慮し、通常焼成基板の表層導体に用いるＡｕ導体ペーストのガラスフリットの添加量を０又は従来よりも大幅に少なくし（０．３重量部以下）、且つ、ガラス析出抑制効果や焼結抑制効果のあるＲｈを適正量（０．０５〜０．２重量部）添加したので、通常焼成基板の表面に形成する表層導体のワイヤボンディング性、メタライズ強度及び外観上の品質の条件を全て満足することができる。
【００６９】
また、請求項２，６によれば、拘束焼成基板の表面のガラス成分が研磨により通常焼成基板よりも少なくなっていることを考慮し、ガラスフリットの添加量を０．１〜１重量部とし、且つＲｈを０．０５〜０．２重量部添加したので、拘束焼成基板の表面に形成する表層導体のワイヤボンディング性、メタライズ強度及び外観上の品質の条件を全て満足することができる。
【００７０】
更に、請求項３では、Ａｕ導体ペーストのＡｕ粉末：１００重量部に対してＣｕ2 Ｏ：０〜０．５重量部、Ｂｉ2 Ｏ3 ：０〜０．５重量部を添加したので、ワイヤボンディング性を低下させることなく、メタライズ強度を向上できる。
尚、請求項４，７では、軟化点の異なる４種類のガラスフリットの中から適宜の軟化点のガラスフリットを選択することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を通常焼成基板に適用した実施形態（１）の製造工程を説明する図
【図２】（ａ）と（ｂ）は実施形態（１）におけるガラスフリット、Ｒｈの添加量とメタライズ強度の関係を評価する試験データを示す図
【図３】本発明を拘束焼成基板に適用した実施形態（２）の製造工程を説明する図
【図４】（ａ）〜（ｃ）は実施形態（２）におけるガラスフリット、Ｒｈ、Ｃｕ２  Ｏ、Ｂｉ２  Ｏ３  の添加量とメタライズ強度の関係を評価する試験データを示す図
【符号の説明】
１１…通常焼成基板（ガラスセラミック基板）、１２…表層導体、２１…拘束焼成基板（ガラスセラミック基板）、２２…表層導体、２３…拘束焼成用グリーンシート、２４…平行平板。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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