(57)【要約】  基板上に設けられた各層の厚さを増加させることなく、放熱性が高い上、封止樹脂との密着性がよく、信頼性の高い配線基板およびその製造方法、ならびに、この配線基板に半導体素子を搭載した半導体装置を提供する。  本発明の配線基板１は、絶縁層を有する基板２と、前記基板２の一方の面側に設けられた配線３とを有し、前記配線３は、内部に多数の空孔を有する多孔導電層を有し、前記配線３は、前記基板２側の面と前記基板２側の面と対向する面とで、面積が異なる。
2013021750.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁層を有する基板と、
前記基板の一方の面側に設けられた配線とを有し、
前記配線は、内部に多数の空孔を有する多孔導電層からなり、
前記配線は、前記基板側の面と前記基板側の面と対向する面とで、面積が異なることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
絶縁層を有する基板と、
前記基板の一方の面側に設けられた配線とを有し、
前記配線は、内部に多数の空孔を有する多孔導電層からなり、
前記配線と前記基板との間に、前記多孔導電層より弾性率が高い追加層を有し、
前記追加層の前記基板側の面と前記配線の前記基板側の面と対向する面とで、面積が異なることを特徴とする配線基板。
【請求項３】
絶縁層を有する基板と、
前記基板の一方の面側に設けられた複数層からなる配線とを有し、
前記配線のいずれか一層が、内部に多数の空孔を有する多孔導電層からなり、
前記配線は、前記基板側の面と前記基板側の面と対向する面とで、面積が異なることを特徴とする配線基板。
【請求項４】
絶縁層を有する基板と、
前記基板の一方の面側に設けられた複数層からなる配線とを有し、
前記配線のいずれか一層が、内部に多数の空孔を有する多孔導電層からなり、
前記配線と前記基板との間に、前記多孔導電層より弾性率が高い追加層を有し、
前記追加層の前記基板側の面と前記配線の前記基板側の面と対向する面とで、面積が異なることを特徴とする配線基板。
【請求項５】
前記基板上の前記配線側に設けられた全層における前記基板側の面と前記基板側の面と対向する面とで、面積が異なり、
前記基板上の前記配線側に設けられた全層の合計厚さをｚとし、前記基板側の面と前記基板側の面と対向する面のいずれか一方の面の他方の面に対する、一方向への突出長をｘとしたとき、ｚ／ｘ≦１０であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項６】
前記基板の他方の面側に、金属薄膜を設けたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項７】
前記金属薄膜は、内部に多数の空孔を有する多孔導電層からなることを特徴とする請求項６に記載の配線基板。
【請求項８】
前記金属薄膜は、複数層からなり、いずれか一層が、内部に多数の空孔を有する多孔導電層からなることを特徴とする請求項６に記載の配線基板。
【請求項９】
前記配線および前記金属薄膜は、３層からなり、それぞれ中間層以外が内部に多数の空孔を有する多孔導電層からなることを特徴とする請求項８に記載の配線基板。
【請求項１０】
前記金属薄膜と前記基板との間に、前記金属薄膜の前記多孔導電層より弾性率が高い追加層を設けたことを特徴とする請求項７から請求項９のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項１１】
前記基板上の前記金属薄膜側に設けられた全層における前記基板側の面と前記基板側の面と対向する面とで、面積が異なり、
前記基板上の前記配線側に設けられた全層の合計厚さをｚとし、前記基板側の面と前記基板側の面と対向する面のいずれか一方の面の他方の面に対する、一方向への突出長をｘとしたとき、ｚ／ｘ≦１０であることを特徴とする請求項６から請求項１０のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項１２】
前記追加層の厚さは、１０μｍ以下であることを特徴とする請求項２、請求項４から請求項１１のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項１３】
前記追加層の線膨張率は、前記絶縁層の線膨張率以上であり、前記配線の線膨張率以下であることを特徴とする請求項２、請求項４から請求項１２のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項１４】
前記基板は、他部材と密着させるための下地層を有することを特徴とする請求項１から請求項１３に記載の配線基板。
【請求項１５】
前記配線の多孔導電層以外の層の一面または両面に、他部材と密着させるための密着層を設けたことを特徴とする請求項３、請求項４、請求項９のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項１６】
前記金属薄膜の多孔導電層以外の層の一面または両面に、他部材と密着させるための密着層を設けたことを特徴とする請求項８または請求項９に記載の配線基板。
【請求項１７】
前記絶縁層上に設けられた層の少なくともいずれか一層の表面に、原子空孔および／または転位を生じさせる加工を施した加工層が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項１６のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項１８】
前記配線の多孔導電層以外の層は、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇからなる金属元素群から選ばれる１種の金属、２種以上の合金、または、１種以上を主成分とする合金からなることを特徴とする請求項３、請求項４、請求項９のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項１９】
前記金属薄膜の多孔導電層以外の層は、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇからなる金属元素群から選ばれる１種の金属、２種以上の合金、または、１種以上を主成分とする合金からなることを特徴とする請求項８または請求項９に記載の配線基板。
【請求項２０】
前記配線の多孔導電層以外の層は、焼き鈍されて軟化していることを特徴とする請求項３、請求項４、請求項９のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項２１】
前記金属薄膜の多孔導電層以外の層は、焼き鈍されて軟化していることを特徴とする請求項８または請求項９に記載の配線基板。
【請求項２２】
前記下地層は、金属材料、有機材料、または金属材料と有機材料とを混合した材料からなることを特徴とする請求項１４に記載の配線基板。
【請求項２３】
前記絶縁層は、有機材料またはセラミックスからなることを特徴とする請求項１から請求項２２のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項２４】
前記絶縁層は、Ａｌ2Ｏ3、ＡｌＮ、Ｓｉ3Ｎ4、ガラスのいずれか、または、複数からなることを特徴とする請求項１から請求項２３のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項２５】
前記多孔導電層は、金属微粒子を焼結したものであることを特徴とする請求項１から請求項２４のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項２６】
前記空孔には、任意の割合で有機材料が充填されていることを特徴とする請求項１から請求項２５のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項２７】
前記多孔導電層の内、金属材料の占める体積割合が５０〜９９.９９９％の範囲にあることを特徴とする請求項１から請求項２６のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項２８】
前記金属微粒子は、一次粒子の平均粒子径１ｎｍ〜５００ｎｍの粒子を５０質量％以上、かつ一次粒子の平均粒子径０．５μｍ〜５０μｍの粒子を５０質量％以下の割合で含むことを特徴とする請求項２５に記載の配線基板。
【請求項２９】
前記金属微粒子は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｔｉの内、いずれか１種または２種以上の金属を主たる構成要素とすることを特徴とする請求項２５または請求項２８に記載の配線基板。
【請求項３０】
前記絶縁層が、Ａｌ2Ｏ3またはＡｌＮであり、前記配線の多孔導電層以外の層の厚さに対する前記絶縁層の厚さの割合が１．５以下であることを特徴とする請求項１、請求項６、請求項１１、請求項１３のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項３１】
前記絶縁層が、Ｓｉ3Ｎ4であり、前記配線の多孔導電層以外の層の厚さに対する前記絶縁層の厚さの割合が０．２５以下であることを特徴とする請求項３、請求項４、請求項９、請求項１８、請求項２０のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項３２】
請求項１から請求項３１のいずれか一項に記載の配線基板を製造する配線基板の製造方法であって、
金属微粒子を主たる成分とする材料を、加圧しながら熱処理することで
金属微粒子同士、金属微粒子と他の層を結合させて、前記多孔導電層を形成する工程を含むことを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項３３】
請求項１から請求項３１のいずれか一項に記載の配線基板を製造する配線基板の製造方法であって、
金属微粒子を主たる成分とする材料を、加圧せずに熱処理することで
金属微粒子同士、金属微粒子と他の層を結合させて、前記多孔導電層を形成する工程を含むことを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項３４】
請求項１から請求項３１のいずれか一項に記載の配線基板に、半導体素子を搭載したことを特徴とする半導体装置。
【請求項３５】
前記半導体素子は、内部に多数の空孔を有する素子接続用多孔導電層により前記配線基板に接続されていることを特徴とする請求項３４に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は配線基板およびその製造方法ならびに半導体装置に関し、特に配線基板の構造に特徴を有する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力の制御や供給等を行う半導体素子（いわゆるパワー半導体素子）は、駆動時の発熱量が大きいため、その実装には、セラミックス基板上に銅回路板を直接接合したＤＢＣ(Directed Bonding Copper)基板が広く使われている（例えば、特許文献１）。セラミックスにはＡｌ2Ｏ3やＡｌＮといった絶縁性、熱伝導率の高い材料が用いられ、半導体素子からの発熱をセラミックス基板裏面に配されたヒートシンク等の放熱デバイスに伝導する構造が一般的である。【０００３】
しかしながら、ＤＢＣ基板は、セラミックス基板に銅回路板を接合する際に、銅の融点に近い１０００℃以上で長時間加熱する必要があるため、プロセス時間が長くなり、プロセス時の電力消費量が大きくなるという問題があった。【０００４】
また、上述のＤＢＣ基板に半導体素子を搭載した半導体装置では、半導体素子の線膨張率と銅回路の線膨張率との差およびセラミックス基板の線膨張率と銅回路の線膨張率との差が大きいため、製造工程中や製造後に高温にさらされたときに、半導体装置に応力が生じ、層間剥離やクラックが発生するという問題があった。【０００５】
さらに、ＤＢＣ基板は、セラミックス基板に銅回路板を接合する際に、１０００℃以上に加熱されるので、銅回路が引張残留応力を有した状態となっている。そのため、半導体装置に層間剥離やクラックがより発生しやすくなっていた。【０００６】
これらの問題を解決した配線基板として、セラミックス基板と導体パターンとなる金属板との間に金属ナノ粒子を含有する層を介在させて、加熱処理して接合させた配線基板が知られている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１８８３１６号公報
【特許文献２】特開２００６−２２８８０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献２に記載の配線基板では、放熱効果が十分でないという問題があった。また、配線基板に半導体素子を搭載した状態で封止を行った場合に、封止樹脂との密着性が不十分であった。そのため、封止樹脂が配線から剥離し易くなり、封止樹脂への放熱効率がさらに低下する問題が生じ、配線基板の信頼性が十分ではなかった。【０００９】
ここで、放熱効果や封止樹脂との密着性を高めるために、基板上に設けられた各層の厚さを増加させることも考えられる。しかし、熱源である半導体素子から基板裏面の放熱デバイスまでの距離が長くなるため、配線基板の熱抵抗を増加させる可能性がある。【００１０】
そこで、本発明の目的は、基板上に設けられた各層の厚さを増加させることなく、放熱効果が高い上、封止樹脂との密着性がよく、信頼性の高い配線基板およびその製造方法、ならびに、この配線基板に半導体素子を搭載した半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以上のような目的を達成するため、本発明による配線基板は、絶縁層を有する基板と、前記基板の一方の面側に設けられた配線とを有し、前記配線は、内部に多数の空孔を有する多孔導電層からなり、前記配線は、前記基板側の面と前記基板側の面と対向する面とで、面積が異なることを特徴とする。【００１２】
また、本発明に係る配線基板は、絶縁層を有する基板と、前記基板の一方の面側に設けられた配線とを有し、前記配線は、内部に多数の空孔を有する多孔導電層からなり、前記配線と前記基板との間に、前記多孔導電層より弾性率が高い追加層を有し、前記追加層の前記基板側の面と前記配線の前記基板側の面と対向する面とで、面積が異なることを特徴とする。【００１３】
また、本発明に係る配線基板は、絶縁層を有する基板と、前記基板の一方の面側に設けられた複数層からなる配線とを有し、前記配線のいずれか一層が、内部に多数の空孔を有する多孔導電層からなり、前記配線は、前記基板側の面と前記基板側の面と対向する面とで、面積が異なることを特徴とする。【００１４】
また、本発明に係る配線基板は、絶縁層を有する基板と、前記基板の一方の面側に設けられた複数層からなる配線とを有し、前記配線のいずれか一層が、内部に多数の空孔を有する多孔導電層からなり、前記配線と前記基板との間に、前記多孔導電層より弾性率が高い追加層を有し、前記追加層の前記基板側の面と前記配線の前記基板側の面と対向する面とで、面積が異なることを特徴とする。【００１５】
また、上記発明に係る配線基板は、前記基板上の前記配線側に設けられた全層における前記基板側の面と前記基板側の面と対向する面とで、面積が異なり、前記基板上の前記配線側に設けられた全層の合計厚さをｚとし、前記基板側の面と前記基板側の面と対向する面のいずれか一方の面の他方の面に対する、一方向への突出長をｘとしたとき、ｚ／ｘ≦１０であることが好ましい。【００１６】
また、上記発明に係る配線基板は、前記基板の他方の面側に、金属薄膜を設けることが好ましい。【００１７】
また、上記発明に係る配線基板は、前記金属薄膜が、内部に多数の空孔を有する多孔導電層からなることが好ましい。【００１８】
また、上記発明に係る配線基板は、前記金属薄膜が、複数層からなり、いずれか一層が、内部に多数の空孔を有する多孔導電層からなることが好ましい。【００１９】
また、上記発明に係る配線基板は、前記配線および前記金属薄膜は、３層からなり、それぞれ中間層以外が内部に多数の空孔を有する多孔導電層からなることが好ましい。【００２０】
また、上記発明に係る配線基板は、前記金属薄膜と前記基板との間に、前記金属薄膜の前記多孔導電層より弾性率が高い追加層を設けることが好ましい。【００２１】
また、上記発明に係る配線基板は、前記基板上の前記金属薄膜側に設けられた全層における前記基板側の面と前記基板側の面と対向する面とで、面積が異なり、前記基板上の前記配線側に設けられた全層の合計厚さをｚとし、前記基板側の面と前記基板側の面と対向する面のいずれか一方の面の他方の面に対する、一方向への突出長をｘとしたとき、ｚ／ｘ≦１０であることがこのましい。【００２２】
また、上記発明に係る配線基板は、前記追加層の厚さが、１０μｍ以下であることが好ましい。【００２３】
また、上記発明に係る配線基板は、前記追加層の線膨張率が、前記絶縁層の線膨張率以上であり、前記配線の線膨張率以下であることが好ましい。【００２４】
また、上記発明に係る配線基板は、前記基板が、他部材と密着させるための下地層を有することが好ましい。【００２５】
また、上記発明に係る配線基板は、前記配線の多孔導電層以外の層の一面または両面に、他部材と密着させるための密着層を設けることが好ましい。【００２６】
また、上記発明に係る配線基板は、前記金属薄膜の多孔導電層以外の層の一面または両面に、他部材と密着させるための密着層を設けることが好ましい。【００２７】
また、上記発明に係る配線基板は、前記絶縁層上に設けられた層の少なくともいずれか一層の表面に、原子空孔および／または転位を生じさせる加工を施した加工層が形成されていることが好ましい。【００２８】
また、上記発明に係る配線基板は、前記配線の多孔導電層以外の層は、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇからなる金属元素群から選ばれる１種の金属、２種以上の合金、または、１種以上を主成分とする合金からなることが好ましい。【００２９】
また、上記発明に係る配線基板は、前記金属薄膜の多孔導電層以外の層は、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇからなる金属元素群から選ばれる１種の金属、２種以上の合金、または、１種以上を主成分とする合金からなることが好ましい。【００３０】
また、上記発明に係る配線基板は、前記配線の多孔導電層以外の層は、焼き鈍されて軟化していることが好ましい。【００３１】
また、上記発明に係る配線基板は、前記金属薄膜の多孔導電層以外の層は、焼き鈍されて軟化していることが好ましい。【００３２】
また、上記発明に係る配線基板は、前記下地層が、金属材料、有機材料、または金属材料と有機材料とを混合した材料からなることが好ましい。【００３３】
また、上記発明に係る配線基板は、前記絶縁層が、有機材料またはセラミックスからなることが好ましい。【００３４】
また、上記発明に係る配線基板は、前記絶縁層が、Ａｌ2Ｏ3、ＡｌＮ、Ｓｉ3Ｎ4、ガラスのいずれか、または、複数からなることが好ましい。【００３５】
また、上記発明に係る配線基板は、前記多孔導電層が、金属微粒子を焼結したものであることが好ましい。【００３６】
また、上記発明に係る配線基板は、前記空孔には、任意の割合で有機材料が充填されていることが好ましい。【００３７】
また、上記発明に係る配線基板は、前記多孔導電層の内、金属材料の占める体積割合が５０〜９９.９９９％の範囲にあることが好ましい。【００３８】
また、上記発明に係る配線基板は、前記金属微粒子が、一次粒子の平均粒子径１ｎｍ〜５００ｎｍの粒子を５０質量％以上、かつ一次粒子の平均粒子径０．５μｍ〜５０μｍの粒子を５０質量％以下の割合で含むことが好ましい。なお、一次粒子の平均粒子径とは、二次粒子を構成する個々の金属微粒子である一次粒子の直径の平均の意味である。該一次粒子径は、電子顕微鏡を用いて測定することができる。また、平均粒子径とは、一次粒子の数平均粒子径を意味する。【００３９】
また、上記発明に係る配線基板は、前記金属微粒子が、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｔｉの内、いずれか１種または２種以上の金属を主たる構成要素とすることが好ましい。【００４０】
また、前記絶縁層が、Ａｌ2Ｏ3またはＡｌＮであり、前記配線の多孔導電層以外の層の厚さに対する前記絶縁層の厚さの割合が１．５以下であることが好ましい。【００４１】
また、前記絶縁層が、Ｓｉ3Ｎ4であり、前記配線の多孔導電層以外の層の厚さに対する前記絶縁層の厚さの割合が０．２５以下であることが好ましい。【００４２】
また、本発明に係る配線基板の製造方法は、上記いずれかに記載の配線基板を製造する配線基板の製造方法であって、金属微粒子を主たる成分とする材料を、加圧しながら熱処理することで金属微粒子同士を結合させて前記多孔導電層を形成する工程を含むことを特徴とする。【００４３】
また、本発明に係る配線基板の製造方法は、上記いずれかに記載の配線基板を製造する配線基板の製造方法であって、金属微粒子を主たる成分とする材料を、加圧せずに熱処理することで金属微粒子同士を結合させて前記多孔導電層を形成する工程を含むことを特徴とする。【００４４】
また、本発明に係る半導体装置は、上記いずれかに記載の配線基板に、半導体素子を搭載したことを特徴とする。【００４５】
また、上記発明に係る半導体装置は、前記半導体素子が、内部に多数の空孔を有する素子接続用多孔導電層により前記配線基板に接続されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００４６】
本発明の配線基板によれば、配線基板の側面の面積が増加するため、配線基板の放熱性向上と、配線基板と封止樹脂の密着性向上とにより、配線基板の信頼性が向上する。【００４７】
また、本発明の配線基板によれば、配線内部に多数の空孔を有する多孔導電層を含むため、バルク材のみからなる配線を基板に接合する際のように高温で長時間加熱する必要がないので、プロセス時間を短縮するとともに、プロセス時の電力消費量を削減することができる。また、配線の内部に多数の空孔が存在するため、配線を構成する金属が熱により膨張しても、熱膨張による応力は空孔に吸収され、見かけ上の弾性率が低下する。また、半導体素子と配線、基板と配線の線膨張率差に起因する応力が生じても、空孔に吸収されるため、応力が緩和される。したがって、半導体素子を搭載した際に、配線基板の層間剥離やクラックの発生を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本実施形態に係る配線基板を模式的に示す断面図である。
【図２】本実施形態に係る配線基板の変形例を模式的に示す断面図である。
【図３】本実施形態に係る配線基板の配線及び追加層の形状を説明するための説明図である。
【図４】本実施形態に係る配線基板の他の変形例を模式的に示す断面図である。
【図５】本実施形態に係る配線基板の他の変形例を模式的に示す断面図である。
【図６】本実施形態に係る配線基板を製造する方法を模式的に説明する説明図である。
【図７】本実施形態に係る配線基板を製造する方法を模式的に説明する説明図である。
【図８】本実施形態に係る配線基板に半導体素子を搭載した半導体装置を模式的に示す断面図である。
【図９】本実施形態に係る配線基板の他の変形例を模式的に示す断面図である。
【図１０】本実施形態に係る配線基板の他の変形例を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００５０】
実施形態に係る配線基板１は、図１に示すように、絶縁層２０と下地層２１ａ，２１ｂとを有する基板２を有しており、基板２の一方の面側には、配線３が設けられている。配線３は、基板２側に位置する第一の配線３１と第一の配線３１の上に設けられた第二の配線３２の２層からなり、第一の配線３１は、内部に多数の空孔を有する多孔導電層からなっている。基板２の下地層２１ａと配線３との間には、多孔導電層からなる第一の配線３１よりも弾性率が高い追加層４ａが設けられている。また、基板２の他方の面側には、金属薄膜５が設けられている。金属薄膜５は、基板２側に位置する第一の金属薄膜５１と第一の金属薄膜５１の上に設けられた第二の金属薄膜５２の２層からなり、第一の金属薄膜５１は、内部に多数の空孔を有する多孔導電層からなっている。基板２の下地層２１ｂと金属薄膜５との間には、多孔導電層からなる第一の金属薄膜５１よりも弾性率が高い追加層４ｂが設けられている。
【００５１】
以下、本実施形態に係る配線基板１の各構成要素について詳細に説明する。
【００５２】
（基板２）
基板２は、有機材料またはセラミックス等の絶縁層２０と下地層２１ａ，２１ｂとからなる。
【００５３】
セラミックスとしては、例えばＡｌ2Ｏ3、ＡｌＮ、Ｓｉ3Ｎ4、ガラスのいずれかの粉末原料、２種以上の粉末原料、またはこれらを主成分とする粉末原料に必要に応じてバインダー成分などを配合し、シート状に成形した後、焼成することにより作製されたものを使用することができる。また、セラミックスからなる基板２は適宜、表面を砥粒で研磨する等して、平滑化してもよい。
【００５４】
有機材料としては、ポリアミド、エポキシ、ポリイミド等の材料やこれらに置換めっき性、感光性を付与した材料全般を使用することができる。尚、使用可能な材料はこれらに限定されることは無く、本案件の目的に適合するものであれば使用可能である。
【００５５】
絶縁層２０の厚さは、適宜設計することができるが、１００〜１０００μｍであることが好ましい。特に、配線基板１の金属薄膜５側の面に、放熱デバイスを設ける場合、絶縁層２０の厚さを１００〜３００μｍと薄くすることで配線基板１の半導体素子実装面から放熱デバイス面への熱抵抗を小さくすることが可能である。
【００５６】
下地層２１ａ，２１ｂは、基板２と追加層４ａ，４ｂとを強固に接続するためのものであり、金属材料、有機材料、または金属材料と有機材料とを混合した材料により形成される。金属材料としては、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ、Ａｕを好適に用いることができる。また、有機材料としては、ポリアミド、エポキシ、ポリイミド、多価アルコール等の材料やこれらに置換めっき性、感光性を付与した材料全般を好適に用いることができる。また、金属材料と有機材料とを混合した材料としては、上記の金属材料と有機材料を任意の割合で混合したものを好適に用いることが出来る。
【００５７】
下地層２１ａの厚さは、適宜設計することができるが、０．０１〜５μｍであることが好ましい。絶縁層２０は、平滑化処理を行わない限り、通常、表面には凹凸が存在する。凹凸があるままの状態で、追加層４ａおよび第一の配線３１や第二の配線３２を形成した場合、製造された配線基板１に高周波信号を通した際に、信号の減衰やノイズの増加が起きる。これを防止するために、平滑化処理の代替として下地層２１ａを１〜５μｍと厚く形成することにより、凹凸面を平滑にすることができる。こうすることで、絶縁層２０の平滑化工程を省略することができ、配線基板１をより低コストで製造することが可能になる。配線基板１が高周波信号用途でない場合には、下地層２１ａを０．０１〜０．０５μｍと薄く形成することにより、絶縁層２０の凹凸を下地層２１ａ表面にも残すことで、追加層４ａを、より強固に下地層２１ａに接合することが可能となる。下地層２１ｂは、反り等の防止の観点から、下地層２１ａに対応した厚さに設計することが好ましい。
【００５８】
なお、下地層２１ａ，２１ｂとして、第一の配線３１、第一の金属薄膜５１と同様に、内部に多数の空孔を有する多孔導電層を用いることもできる。この場合、第一の配線３１、第一の金属薄膜５１と同様の材料を絶縁層２０に均一に供給した後、不活性もしくは還元雰囲気中で、焼成またはプラズマ処理を行うことにより多孔導電層を成形して下地層２１ａ，２１ｂとすることができる。プラズマ処理を行うことで、通常の加熱に比較して成形時間が短縮することができる。
【００５９】
（第一の配線３１）
第一の配線３１は、内部に多数の空孔を有する多孔導電層からなっている。多孔導電層を構成する材料は、導電性を有する金属材料であれば、特に限定はないが、銅や銀、アルミニウムといった電気抵抗率の低い材料が望ましい。ここでいう空孔は、金属材料中に形成された金属材料が存在しない部分であり、任意の割合で有機材料が充填されていてもよい。より詳細には、一つの空孔に対して任意の割合で有機材料が充填されており、このような空孔が任意の割合で複数存在していてもよい。このとき、有機材料が完全に充填されている空孔も有り、全く充填されていない空孔も存在していてもよい。空孔の大きさは、平均最大幅が１０〜１０００ｎｍであることが好ましい。空孔の大きさが、１０ｎｍより小さいと、多孔導電層を構成する金属材料が熱により膨張しようとしたときや、半導体素子と配線基板１と配線３の線膨張率差に起因する応力が生じたときに、その応力を効率的に吸収できない。１０００ｎｍより大きいと、導電率が低くなってしまう。
【００６０】
多孔導電層は、金属微粒子を焼結したものであることが好ましい。金属微粒子は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｔｉの内、いずれか１種または２種以上の金属を主たる構成要素とすることが好ましい。これら金属の他、ポリアミド、エポキシ、ポリイミド、多価アルコール等の有機材料やこれらに置換めっき性、感光性を付与した材料全般を構成要素として含むことができる。また、金属微粒子を焼結する前の状態では、取り扱いを容易にするために、金属微粒子の他に、分散材、増粘剤を含むことが好ましい。分散剤としては、多価アルコール等を使用することができる。また、増粘剤としては、ポリビニルピロリドン等を使用することができる。
【００６１】
金属微粒子は、一次粒子の平均粒子径１ｎｍ〜５００ｎｍの粒子を５０質量％以上、かつ一次粒子の平均粒子径０．５μｍ〜５０μｍの粒子を５０質量％以下の割合で含むことが好ましい。多孔導電層が金属微粒子を焼結したものである場合、空孔は、金属微粒子間の隙間によって形成されている。また、空孔に充填される有機材料としては、ポリアミド、エポキシ、ポリイミド、多価アルコール等やこれらに置換めっき性、感光性を付与した材料全般がある。多孔導電層の内、金属材料の占める体積割合が５０〜９９.９９９％の範囲にあることが好ましい。
【００６２】
第一の配線３１の空孔は、金属薄膜やめっきで形成された配線をエッチングやレーザーなどで加工することで得るようにしてもよい。また、第一の配線３１をめっきなどで形成する場合には、任意の速度で析出する有機材料を混在させためっき液により、導体の形成を行う方法がある。
【００６３】
第一の配線３１の厚さは、適宜設計することができるが、５〜３００μｍであることが好ましい。高温環境下では、第二の配線３２は、材料の線膨張係数に従って膨張する。この膨張は基板２に比較して大きいので、第二の配線３２や基板２の破損を防止するため、第一の配線３１により、上述の線膨張の差を緩衝することが必要になる。この線膨張差の緩衝が可能な範囲にて、第一の配線３１を薄くすることが望ましい。第一の配線３１は、通常の金属箔に比較して高価であるため、使用量を少なくすることで配線基板１のコストを下げることが可能となる。
【００６４】
（第二の配線３２）
第二の配線３２は、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇからなる金属元素群から選ばれる１種の金属、２種以上の合金、または、１種以上を主成分とする合金からなることが好ましく、特にＣｕやＡｌといった金属のような電気抵抗率の低い材料からなることが好ましい。
【００６５】
第二の配線３２は、実質的に内部に空孔を含んでいないため、多孔導電層からなる第一の配線３１の導電率の低さを補うことができる。また、第二の配線３２を、配線３の最表層に設けることにより、配線３表面を平滑化することができ、高周波特性を向上させることができる。また、配線３表面を平滑化することで、ワイヤーボンディングによる接続を確実にすることができる。
【００６６】
また、第二の配線３２は、焼き鈍されて軟化していることが好ましい。これにより、高温環境にて発生する熱応力を低減することができる。また、第二の配線３２に外部より印加された応力により第二の配線３２に亀裂等が発生することを防止することもできる。焼き鈍されて軟化している状態とは、第二の配線３２を形成する金属材料の結晶粒が通常の状態と比較して大きくなっている状態、また、加工硬化により生じている転位が解消された状態のことである。結晶粒が大きな金属材料を用いれば電気抵抗が少ない回路を形成可能となる。
【００６７】
第二の配線３２の厚さは、適宜設計することができるが、１００〜１０００μｍであることが好ましい。ただし、図２に示すように、配線基板１００の半導体素子実装面から放熱デバイス面への熱抵抗を小さくするために絶縁層２００の厚さを薄くした場合は、配線基板１００全体の強度を維持するために、絶縁層２００の厚さを薄くした分、第二の配線３２０を厚くする必要がある。このとき、絶縁層２００としてＡｌ2Ｏ3、ＡｌＮを用いる場合は、第二の配線３２０の厚さに対する絶縁層２００の厚さの割合（絶縁層２００の厚さ／第二の配線３２０の厚さ）が１．５以下、絶縁層２００としてＳｉ3Ｎ4を用いる場合は、第二の配線３２０の厚さに対する絶縁層２００の厚さの割合（絶縁層２００の厚さ／第二の配線３２０の厚さ）が０．２５以下であることが好ましい。また、第一の配線３１０は、前述のように第二の配線３２０と絶縁層２００の熱膨張差を緩衝するためのものであるので、これらに対応して、第一の配線３１０の厚さも、適宜設定する必要がある。また、第一の配線３１０と第二の配線３２０の厚さの変更に伴い、配線基板１００に反り等が生じないように第一の金属薄膜５１０と第二の金属薄膜５２０の厚さも、適宜設定する必要がある。
【００６８】
(第一の金属薄膜５１)
第一の金属薄膜５１は、内部に多数の空孔を有する多孔導電層からなっており、第一の配線３１と同様の材料からなる。配線基板１は、温度変化があった場合の熱応力による反り、割れを効果的に軽減するためには、熱応力の大きさが、基板２の表裏で同一であることが好ましい。第一の金属膜を設けることにより、熱応力の大きさを基板２の両面で同一にすることができる。
【００６９】
(第二の金属薄膜５２)
第二の金属薄膜５２は、第二の配線３２と同様の材料からなる。第一の金属膜と同様に、第二の金属膜を設けることにより、熱応力の大きさを基板２の両面で同一にすることができる。
【００７０】
(追加層４ａ，４ｂ)
追加層４ａ，４ｂは、多孔導電層よりも弾性率が高くなっている。追加層４ａ，４ｂの弾性率は、多孔導電層よりも５ＧＰａ〜１５０ＧＰａ程度高くなっていることが好ましい。追加層４ａ，４ｂを構成する材料としては、多孔導電層よりも弾性率が高い材料であれば特に限定することなく用いることができるが、例えば、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｃｒやその合金等を用いることができる。導電性向上及び密着性の観点からは、回路材料として良好な特性を示すＣｕを用いることが好ましい。ここで、多孔導電層の弾性率は、空孔を有することにより見かけ上の弾性率が変化している場合は、変化後の弾性率である。
【００７１】
追加層４ａ，４ｂの弾性率が、多孔導電層の弾性率よりも高いことにより、配線３の熱膨張が基板２に伝達されないので、基板２の割れを抑制することができる。また、弾性率の高い追加層４ａ，４ｂを使用することで、配線基板の剛性が増すので、基板２を薄くすることができる。さらに、基板２より熱伝導率の高い材料を追加することで全体の熱抵抗が低下する。
【００７２】
追加層４ａ，４ｂの厚さは、１０μｍ以下であることが好ましく、５μｍ以下であることがより好ましい。また、追加層４ａ，４ｂの厚さは、０．５μｍ以上であることが好ましい。追加層４ａ，４ｂの厚さが１０μｍを超えると、パワーサイクル（ＰＣ）試験において半導体パッケージにクラックが発生しやすくなり信頼性が低下し、０．５μｍより小さくなると多孔導電層からの応力により追加層が変形しやすくなるためである。
【００７３】
追加層４ａの線膨張率は、絶縁層２０の線膨張率以上であり、配線３の線膨張率以下であることが好ましい。絶縁層２０の線膨張率以上とすることにより、温度変化に伴う寸法変化に起因して追加層４ａと配線３との間に応力が集中し、半導体パッケージにクラックが発生して信頼性が低下するのを低減することができる。また、配線３の線膨張率以下とすることにより、温度変化に伴う寸法変化に起因して追加層４ａと基板２との間に応力が集中し、半導体パッケージにクラックが発生して信頼性が低下するのを低減することができる。同様に、追加層４ｂの線膨張率も、絶縁層２０の線膨張率以上であり、金属薄膜５の線膨張率以下であることが好ましい。
【００７４】
配線３１，３２および追加層４ａは、図１に示すように、それぞれ基板２側の面の面積よりも基板２側の面と対向する面の面積が小さくなっており、基板２側の面と基板２側の面と対向する面とに接続する側面が内側に湾曲したテーパー形状となっている。また、基板２上の配線３側に設けられた全層における基板２側の面すなわち追加層４ａの図１において下面と基板２側の面と対向する面すなわち配線３の図１において上面とで面積が異なり、追加層４ａの下面の面積の方が大きくなっている。
【００７５】
このように、基板側の面と基板２側の面と対向する面とで面積が異なることにより、基板２側の面と基板２側の面と対向する面とに接続する側面の面積が増加するため、放熱効果を向上させることができる上、基板２上に設けられた各層の厚さを増加させることなく、封止樹脂との密着性をよくすることができ、信頼性を向上させることができる。
【００７６】
さらに、図３に示すように、基板２上の配線３側に設けられた全層の合計厚さをｚとし、基板２上の配線３側に設けられた全層における基板２側の面の基板２側の面と対向する面に対する一方向への突出長をｘとしたとき、ｚ／ｘ≦１０であることが好ましい。これにより、さらに放熱性と封止樹脂との密着性をよくすることができる。
【００７７】
また、金属薄膜５１，５２および追加層４ｂも、図１に示すように、それぞれ基板２側の面の面積よりも基板２側の面と対向する面の面積が小さくなっており、基板２側の面と基板２側の面と対向する面とに接続する側面が内側に湾曲したテーパー形状となっていることが好ましい。また、基板２上の金属薄膜５側に設けられた全層における基板２側の面すなわち追加層４ｂの図１において上面と基板２側の面と対向する面すなわち金属薄膜５の図１において下面とで面積が異なり、追加層４ｂの上面の面積の方が大きくなっていることが好ましい。これにより、さらに放熱性と封止樹脂との密着性をよくすることができる。
【００７８】
さらに、基板２上の金属薄膜５側に設けられた全層の合計厚さをｚとし、基板２上の金属薄膜５側に設けられた全層における基板２側の面の基板２側の面と対向する面に対する一方向への突出長をｘとしたとき、ｚ／ｘ≦１０であることが好ましい。これにより、さらに放熱性と封止樹脂との密着性をよくすることができる。また、配線をテーパー形状にする場合は、多孔導電層でのｚ／ｘの値を他の層よりも小さくすることが好ましい。多孔導電層は、空孔を有するため、密着性向上効果、放熱効果が他の層よりも高いためである。
【００７９】
なお、本実施の形態においては、基板２側の面の面積が基板２側の面と対向する面の面積より大きくなるようにしたが、逆であってもよい。ただし、各層間の密着力の観点からは、基板２側の面の面積が大きい方が好ましい。また、本実施の形態においては、配線３１，３２および追加層４ａ、金属薄膜５１，５２および追加層４ｂはテーパー形状、すなわち基板２側の面を構成する４辺が基板２側の面と対向する面を構成する４辺よりそれぞれ長くなるようにしたが、基板２側の面を形成する４辺のうち縦、横いずれかの辺が長くなるようにしてもよい。
【００８０】
また、少なくとも基板２上の配線３側に設けられた全層における基板２側の面と基板２側の面と対向する面とで面積が異なっていれば、配線３１，３２および追加層４ａは、それぞれ基板２側の面の面積よりも基板２側の面と対向する面の面積が小さくなっている必要はなく、図４に示すように、配線３１'，３２'および追加層４ａ'の各層ごとで面積が異なるようにしてもよい。この場合、金属薄膜５１'，５２'および追加層４ｂ'も、図４に示すように、各層ごとで面積が異なるようにすることが好ましい。
【００８１】
また、配線３１，３２および追加層４ａは、図１に示した例では、それぞれ基板２側の面の面積よりも基板２側の面と対向する面の面積が小さくなっており、基板２側の面と基板２側の面と対向する面とに接続する側面が内側に湾曲したテーパー形状としたが、図５に示すように、配線３１"，３２"および追加層４ａ"が、基板２側の面と基板２側の面と対向する面とに接続する側面が内側に湾曲することなく直線となっているテーパー形状であってもよい。この場合、金属薄膜５１"，５２"および追加層４ｂ"も、図５に示すように、基板２側の面と基板２側の面と対向する面とに接続する側面が直線となっているテーパー形状とすることが好ましい。
【００８２】
ただし、テーパー形状は、図５に示すような側面が直線形状であるよりも、図１に示すような側面が湾曲した形状、あるいは、図４に示すような段差形状であるほうが密着面積、放熱部の面積が向上するのでより好ましい。さらに、図１に示すような側面が湾曲した形状のほうが作製しやすいのでより好ましい。
【００８３】
＜配線基板１を製造する方法＞
次に、本実施形態に係る配線基板１を製造する方法について説明する。
【００８４】
まず、図６（ａ）に示すように、絶縁層２０に下地層２１ａ，２１ｂを形成する。下地層２１ａ，２１ｂの形成方法は、真空成膜、めっき、金属箔の高温貼付等から適宜選択することができる。なお、絶縁層２０と下地層２１ａ，２１ｂとの密着性を向上させるために、絶縁層２０に前処理をしておいてもよい。前処理としては、例えば、プラズマ処理がある。プラズマ処理により、絶縁層２０表面の清浄化と活性化が行える。
【００８５】
次に、図６（ｂ）に示すように、基板２の下地層２１ａ，２１ｂ上に、追加層４ａ，４ｂとなる金属薄膜４０ａ，４０ｂを形成する。金属薄膜４０ａ，４０ｂの形成方法は、真空成膜、めっき、金属箔の高温貼付等から適宜選択することができる。
【００８６】
次に、第一の配線３１と第一の金属薄膜５１、および、第二の配線３２と第二の金属薄膜５２を形成する。第一の配線３１、第一の金属薄膜５１の形成方法の一例として、金属薄膜４０ａ，４０ｂ上に金属微粒子６ａ，６ｂを供給した後、熱処理をする方法がある。この場合、図６（ｃ）に示すように、金属薄膜４０ａ，４０ｂ上に金属微粒子６ａ，６ｂを供給し、供給した金属微粒子６ａ，６ｂ上に、図６（ｄ）に示すように、第二の配線３２の材料である金属薄膜７ａおよび第二の金属薄膜５２となる金属薄膜７ｂをそれぞれ積層する。この状態で加熱して金属微粒子６ａ，６ｂを焼結させる。このとき、金属微粒子６ａ，６ｂの粒子同士が結合することで多孔質導電層が形成されるとともに、金属微粒子６ａと金属薄膜７ａ、金属微粒子６ｂと金属薄膜７ｂも結合される。焼結に要する温度は、３００℃程度と、ＤＢＣ基板において銅回路を接合するのに要する温度（１０００℃程度）と異なり、非常に低いため、配線３を形成するプロセスにおいて、配線３に生じる残留応力を著しく低減することができる。
【００８７】
金属微粒子６ａ，６ｂの焼結は、還元雰囲気または不活性雰囲気中で実施することが望ましい。不活性雰囲気とは、窒素などのガスを充填した雰囲気、または、真空雰囲気のことである。こうすることで、第一の配線３１や第一の金属薄膜５１の酸化を防止することができる。さらに、金属微粒子６ａ，６ｂ表面の酸化層を取り除き、金属微粒子６ａ，６ｂの焼結性を向上させることが可能になる。また、基板２の用途、金属微粒子６ａ，６ｂに配合する分散材の性質によって、焼結は適宜加圧しながら行うとよい。
【００８８】
加圧しながら熱処理して金属微粒子６ａ，６ｂの焼結を行うことが望ましい場合としては、熱処理により分散材が揮発して、金属微粒子６ａ，６ｂの占有体積減少が大きい場合、金属微粒子６ａ，６ｂが上層または下層と熱処理のみで十分に結合しない場合がある。熱処理により金属微粒子６ａ，６ｂの占有面積減少が著しい場合、加圧により、多孔導電層に亀裂が形成することを防止することができる。また、金属微粒子６ａ，６ｂと上層または下層との接合性が不足している場合、加圧することで、両者を強固に接合することが可能となる。
【００８９】
加圧せずに熱処理して金属微粒子６ａ，６ｂの焼結を行うことが望ましい場合としては、熱処理しても金属微粒子６ａ，６ｂの占有面積が殆ど変わらない場合、金属微粒子６ａ，６ｂ同士の表面張力が非常に小さく、熱処理時に凝縮する場合、または、金属微粒子６ａ，６ｂと上層または下層の接合性が非常に良い場合がある。
【００９０】
最後に、金属微粒子６ａの焼結体からなる層（多孔質導電層）と金属薄膜７ａをパターンニングすることで配線３を形成する。パターンニング方法の一例として、フォトリソグラフィー工程がある。図７（ａ）に示すように、金属薄膜７ａ上に感光性のめっきレジスト８ａをラミネート等の手段で貼付した後、所定のパターンを有したマスクを介して露光する。次に、図７（ｂ）に示すように、めっきレジスト８ａの性質に合わせた現像液にて現像する。そして、図７（ｃ）に示すように、金属微粒子６ａの焼結体からなる層および金属薄膜７ａ、追加層４ａ、下地層２１ａを溶解可能なエッチング液に晒すことでパターンニングを行い、第二の配線３２、第一の配線３１を形成する。第二の配線３２、第一の配線３１、下地層２１ａが同一の金属からなっていない場合には、必要に応じて複数のエッチング液を使用する。
【００９１】
このとき、エッチング工程にて、シャワー法にてエッチング液を噴射する圧力を０．０６ＭＰａ程度に設定して、基板厚さ方向と基板平面方向間のエッチング異方性を高くすることにより、配線３１，３２および追加層４ａが、図７（ｃ）に示すように、それぞれ基板２側の面の面積よりも基板２側の面と対向する面の面積が小さくなり、基板２側の面と基板２側の面と対向する面とに接続する側面が内側に湾曲したテーパー形状となる。また、基板２上の配線３側に設けられた全層における基板２側の面の面積が基板２側の面と対向する面の面積より大きくなる。テーパー形状の回路を形成するのに適切なエッチング液の噴射圧力は、使用する液、エッチングする材料の結晶構造、エッチング液の種類などにより異なる。したがって、テーパー形状を作製するには、テーパーが無い状態の回路形状を作製する時に比較して噴射圧力を低くすると良い。
【００９２】
また、図７（ａ）に示すように、金属薄膜７ａ上にめっきレジスト８ａを貼付する際に、第二の金属薄膜５２上にもめっきレジスト８ｂを貼付し、図７（ｂ）に示すように、レジスト８ｂの端部が除去されるように露光、現像しておくことにより、エッチングを行った際に、金属薄膜５１，５２および追加層４ｂが、図７（ｃ）に示すように、それぞれ基板２側の面の面積よりも基板２側の面と対向する面の面積が小さくなり、基板２側の面と基板２側の面と対向する面とに接続する側面が内側に湾曲したテーパー形状となる。また、基板２上の配線３側に設けられた全層における基板２側の面の面積が基板２側の面と対向する面の面積より大きくなる。
【００９３】
なお、図４に示したように、配線３１'，３２'および追加層４ａ'の各層ごと、金属薄膜５１'，５２'および追加層４ｂ'の各層ごとで面積が異なるようにする場合は、各層のエッチング毎に新たに所望する形状にエッチングレジストを設ける手段、または、各層をエッチングした後に、目的の形状を得るために各層に対して２度目のエッチングを追加するとよい。また、図５に示したように、配線の、基板２側の面と基板２側の面と対向する面とに接続する側面が直線となっているテーパー形状とする場合は、各層のエッチングにてレートが工程全般に渡り均一となるようにするとよい。
【００９４】
パターンを形成した後、図７（ｄ）に示すように、めっきレジスト８ａ，８ｂを剥離液で剥離して配線基板１が完成する。
【００９５】
＜配線基板１の使用例＞
次に、本実施形態に係る配線基板１の使用例として、本実施形態に係る配線基板１に半導体素子９を搭載した半導体装置１０について説明する。
【００９６】
図８に示すように、配線基板１の第二の配線３２ａには、半導体素子９の一方の面（図５において下側の面）に形成された端子（図示せず）が、内部に多数の空孔を有する素子接続用多孔導電層１１を介して接続されている。また、配線基板１の第二の配線３２ｂには、半導体素子９の他方の面（図５において上側の面）に形成された端子（図示せず）が、ワイヤー１２により接続されている。
【００９７】
素子接続用多孔導電層１１は、第一の配線３１および第一の金属薄膜５１と同様の材料で構成されている。素子接続用多孔導電層１１を介して、配線基板１と半導体素子９とを接続することにより、配線３を構成する金属が熱により膨張しても、空孔を有する層が変形することで、膨張に伴う熱応力は他の層に伝播されることは無いため、見かけ上の弾性率が低下する。また、半導体素子９と配線基板１と配線３の線膨張率差に起因する応力が半導体装置に生じても、空孔に吸収されるため、前記応力が緩和される。したがって、半導体素子９と配線基板１との間で生じる剥離やクラックを低減することができる。また、従来のＤＢＣ基板と半導体素子との接続のように、ろう材(半田)を使用していないため、半導体素子の高温動作による接続材料の脆化が生じることがない。
【００９８】
＜変形例＞
上述の実施の形態では、第一の配線３１の上に第二の配線３２を設けるようにしたが、図９に示すように、第二の配線３２の第一の配線３１側の面に、第一の配線３１との密着性をより向上させるための密着層１３ａを設けてもよい。さらに、図９に示すように、第二の金属薄膜５２の第一の金属薄膜５１側の面に、 第一の金属薄膜５１との密着性をより向上させるための密着層１３ｂを設けてもよい。密着層１３ａ，１３ｂは、金属からなり、Ａｕ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ等を好適に用いることができる。密着層１３ａ，１３ｂの厚さは、０．０１〜１μｍが好ましい。
【００９９】
また、上述の実施の形態では、配線３および金属薄膜５をそれぞれ２層で構成するようにしたが、図１０に示すように、３層で構成し、それぞれ上下の層すなわち中間層以外の層を内部に多数の空孔を有する多孔導電層で構成するようにしてもよい。すなわち、配線３０は、追加層４ａの上に、第三の配線３３、第二の配線３２、第一の配線３１の順に積層され、金属薄膜５０は、追加層４ｂの上に、第三の金属薄膜５３、第二の金属薄膜５２、第一の金属薄膜５１の順に積層されている。そして、第三の配線３３は、第一の配線３１と同様の材料により構成され、第三の金属薄膜５３は、第一の金属薄膜５１と同様の材料により構成されている。なお、このように、配線３０を３層で構成した場合においても、絶縁層２０の厚さを薄くしてもよく、この場合、絶縁層２０の厚さを薄くした分、多孔導電層以外の層である第二の配線３２を厚くするとよい。このとき、絶縁層２０としてＡｌ2Ｏ3、ＡｌＮを用いる場合は、第二の配線３２に対する基板２の厚さの割合（基板２の厚さ／第二の配線３２の厚さ）が１．５以下、絶縁層２０としてＳｉ3Ｎ4を用いる場合は、第二の配線３２に対する基板２の厚さの割合（基板２の厚さ／第二の配線３２の厚さ）が０．２５以下であることが好ましい。
【０１００】
また、上述の実施の形態では、基板２の配線３側とは反対側の面に、追加層４ｂ、第一の金属薄膜５１および第二の金属薄膜５２を設けるようにしたが、これらは設けなくてもよい。
【０１０１】
また、上述の実施の形態では、絶縁層２０の両面に下地層２１ａ，２１ｂを設けるようにしたが、いずれか一面に設けてもよいし、両面とも設けなくてもよい。
【０１０２】
また、上述の実施の形態では、第二の配線３２および第二の金属薄膜５２を設けるようにしたが、いずれかを設けなくてもよいし、両方とも設けなくてもよい。
【０１０３】
また、配線部分を、絶縁層側からエッチングすることで、後述するテーパーの形状を上下逆、すなわち、配線の絶縁層と対向する面とは逆の面に比較して、配線の絶縁層に対向する面の面積を大きく形成することも可能である。
【０１０４】
また、他層との接合性を高めるため、各層の表面に、原子空孔および／または転位を生じさせる加工を施した加工層を設けてもよい。加工層の形成は、各層の表面に、原子空孔および／または転位を生じさせるものであれば特に限定はなく、例えば粒子線照射により放射線損傷させてもよい。
【０１０５】
加工層は、絶縁層２０上に形成される層であって他の層と接する面の全てに設けることができるが、特に、多孔導電層の他層との密着性を向上させるために、追加層４ａ，４ｂの多孔導電層側の表面、第二の配線３２の多孔導電層側の表面、第二の金属薄膜５２の多孔導電層側の表面に設けることが好ましい。追加層４ａ，４ｂに加工層を設ける場合は、基板２の下地層２１ａ，２１ｂ上に追加層４ａ，４ｂとなる金属薄膜４０ａ，４０ｂを形成した後、金属薄膜４０ａ，４０ｂ上に金属微粒子６ａ，６ｂを供給する前に、金属薄膜４０ａ，４０ｂの表面に、上記原子空孔および／または転位を生じさせる加工を施すとよい。また、第二の配線３２や第二の金属薄膜５２に加工層を設ける場合は、第二の配線３２の材料である金属薄膜７ａや第二の金属薄膜５２となる金属薄膜７ｂの少なくとも金属微粒子６ａ，６ｂに配置する側の面に、予め原子空孔および／または転位を生じさせる加工を施しておくとよい。これにより、金属微粒子６ａ，６ｂを焼結する際に、金属微粒子表面で局所的に溶融現象が起こり、金属微粒子間および金属微粒子と加工を施した金属薄膜との間に結合部（ネック）が形成される。このとき、加工を施した金属薄膜は少なくとも表面に原子空孔および／または転位を生じさせる加工を施した加工層を有するため、金属微粒子間のネックと同様に金属微粒子と加工を施した金属薄膜との間においては、加工層の原子空孔が被接合材全体や金属微粒子への移動することを伴う拡散が促進し、金属微粒子とネックが成長していくため、より高い密着力が得られ、かつ、より低温での接合が可能になる。その結果、熱応力、歪による層間剥離、クラックの進展を防止することができる。
【０１０６】
＜実施例＞
次に、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【０１０７】
表１に示す厚さ（単位はいずれもμｍ）の各層を有する実施例１〜７に係る配線基板を、以下のようにして作製した。なお、表１中、厚さを「−」としている箇所は層を設けていないことを示す。
【０１０８】
絶縁層として、Ａｌ2Ｏ3の粉末焼結体を用い、この絶縁層の両面にスパッタリングにて銅を蒸着することにより、下地層を形成した。なお、実施例１および実施例４については、下地層を形成する工程は行っていない。
【０１０９】
次に、実施例２，３，５〜７については基板の両面に形成された両下地層上、実施例１，４については基板の両面に、銅ナノペーストを塗布した。銅ナノペーストは、金属微粒子として、平均粒径２０ｎｍの銅粒子を、分散剤（ジエチレングリコール）に分散させ、増粘剤（ポリビニルピロリドン）を添加したものを用いた。実施例３，７については、銅ナノペースト上に、金箔、その上に銅条を配置し、実施例１，２，４〜６については、銅ナノペースト上に、銅条を配置した。その後、窒素ガスを充填した雰囲気中で、３２０℃、５ＭＰａで、１０分間、加熱加圧して、銅ナノペースト中の銅粒子を焼結させ、基板の両面に順に下地層（実施例１，４はなし）、銅粒子の焼結体からなる層、金の薄膜層（実施例３，７のみ）、銅層が積層された積層体を得た。
【０１１０】
次に、上述の積層体の両面に、エッチングレジストを、１００℃、０．１ＭＰａで３０秒間、加熱加圧してラミネートした。そして、配線を形成する側の面に、配線パターンに対応したマスクをして、露光、現像をした。その後、エッチングを行い、配線を形成する側の面の銅層、金の薄膜層、銅粒子の焼結体からなる層の不要部分を除去して、配線を形成した。その後、エッチングレジストを剥離して、各実施例に係る配線基板を得た。
【０１１１】
また、表１に示す厚さ（単位はいずれもμｍ）の各層を有する比較例１〜２に係る配線基板を、以下のようにして作成した。
【０１１２】
絶縁層として、Ａｌ2Ｏ3の粉末焼結体を用い、この絶縁層の両面に比較例１では５μｍ、比較例２では５０μｍの凝固後厚さに相当するＡｇ７１％−Ｃｕ２７％−Ｔｉ２％を８００℃まで加熱、溶融供給した状態で、比較例１では３００μｍ、比較例２では２５０μｍの銅を接合した後、冷却して前記Ａｇ７１％−Ｃｕ２７％−Ｔｉ２％を凝固することで、各比較例に係る配線基板を得た。
【０１１３】
＜評価試験＞
（クラック等発生の有無）
実施例１〜７、比較例１〜２に係る配線基板上に、Ｓｎ−０．１Ａｇ−０．７Ｃｕ半田を２４０℃に加熱した状態で供給した。
【０１１４】
半田を供給した配線基板に半導体素子を載置し、２４０℃で、０．５分、加熱して半導体素子の一方の面に形成された端子と配線基板の配線との接続を行った。その後、半導体素子の他方の面に形成された端子と配線基板の配線とをワイヤーボンディングにより接続した。半導体素子としては、５ｍｍ×５ｍｍの面積で０．２３ｍｍの厚さを有するものを用いた。
【０１１５】
このようにして得られた実施例、比較例を用いたそれぞれ１００個の半導体パッケージについて、−６０℃で３０分保持した後、２００℃まで昇温して３０分保持するサイクルを３０００サイクル繰り返すヒートサイクル試験を行った。その後、各半導体パッケージを厚み方向に切断し、断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて観察し、クラックや層間剥離の有無を評価した。その結果を表１に示す。０．０１ｍｍ以上のクラックまたは０．０１ｍｍ以上の層間剥離が１つも発生していないものを「無」、１つ以上発生したものを「有」で示した。
【０１１６】
【表１】
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【０１１７】
実施例１〜７は、内部に多数の空孔が存在する第一の配線を有しており、この第一の配線により応力が緩和されるため、３０００サイクルのヒートサイクル試験を行っても、クラックや層間剥離が発生しなかった。一方、比較例１〜２は、内部に多数の空孔が存在する第一の配線がないため、応力が緩和されず、ヒートサイクル試験の結果、クラックや層間剥離が生じた。
【０１１８】
（実施例８）
また、表２に示す厚さの各層を有する実施例８に係る配線基板を、以下のようにして作製した。絶縁層として、Ａｌ2Ｏ3の粉末焼結体を用い、この絶縁層の両面にスパッタリングにてＴｉを蒸着することにより、下地層を形成した。さらに、両下地層上にスパッタリング及びめっきによりＣｕを成膜することにより、追加層を形成した。
【０１１９】
次に、両追加層上に、銅ナノペーストを塗布した。銅ナノペーストは、金属微粒子として、平均粒径２０ｎｍの銅粒子を、分散剤（ジエチレングリコール）に分散させ、増粘剤（ポリビニルピロリドン）を添加したものを用いた。銅ナノペースト上に、表面に金層を有する銅条を配置し、その後、窒素ガスを充填した雰囲気中で、３２０℃、５ＭＰａで、１０分間、加熱加圧して、銅ナノペースト中の銅粒子を焼結させ、絶縁層の両面に順に下地層、追加層、銅粒子の焼結体からなる層、金の薄膜層、銅層が積層された積層体を得た。
【０１２０】
次に、上述の積層体の両面に、エッチングレジストを、１００℃、０．１ＭＰａで３０秒間、加熱加圧してラミネートした。そして、配線を形成する側の面に、配線パターンに対応したマスクをし、金属薄膜を形成する側の面に、レジストの端部が除去されるようにマスクをして、露光、現像をした。その後、エッチングを行い、銅層、金の薄膜層、銅粒子の焼結体からなる層、追加層、下地層の不要部分を除去して、配線および金属薄膜を形成した。エッチングは、全ての工程でシャワー法にて０．０６ＭＰａの圧力設定で行った。その後、エッチングレジストを剥離して、実施例に係る配線基板を得た。配線基板を厚み方向に切断し、ＳＥＭにて形状を観測したところ、第一の配線、第二の配線、追加層、第一の金属薄膜、第二の金属薄膜は、それぞれ基板側の面の面積よりも基板側の面と対向する面の面積が小さくなっており、基板側の面と基板側の面と対向する面とに接続する側面が内側に湾曲したテーパー形状、すなわち図１に示した形状となっていた。また、第二の配線の上面、下地層、および第二の金属薄膜の下面のサイズを測定したところ、表２に示す通りであった。各層の弾性率は、表２に示す通りである。弾性率は、基板作製条件と同様の圧力、温度プロファイルを印加した各層の材料を引張試験より得られた応力-ひずみ曲線に基づいて決定した。
【０１２１】
（実施例９）
以下の点以外は、実施例８と同様にして実施例９に係る配線基板を得た。実施例９では実施例８と同様にエッチングを行い、銅層、金の薄膜層、銅粒子の焼結体からなる層、追加層、下地層の不要部分を除去した後、再度、各層の目的の寸法を達成可能なエッチングレジストを形成し、再度、各層をエッチングした。配線基板を厚み方向に切断し、ＳＥＭにて形状を観測したところ、第二の配線の面積よりも第一の配線の面積、第一の配線の面積よりも追加層の面積が大きくなっており、第二の金属薄膜の面積より第一の金属薄膜の面積、第一の金属薄膜の面積よりも追加層の面積が大きくなっており、各層ごとに段差が形成された形状、すなわち図４に示した形状となっていた。また、第二の配線の上面、下地層、および第二の金属薄膜の下面のサイズを測定したところ、表２に示す通りであった。また、各層の弾性率を測定したところ、表２に示す通りであった。
【０１２２】
（実施例１０）
以下の点以外は、実施例８と同様にして実施例１０に係る配線基板を得た。実施例１０では実施例８における全ての層を対象としたエッチング工程にて、シャワー法にて射出圧力をエッチング開始時に０．０５ＭＰaに設定し、エッチング終了時まで０．０８ＭＰａを上限とし連続的に圧力を増加させた。配線基板を厚み方向に切断し、ＳＥＭにて形状を観測したところ、第一の配線、第二の配線、追加層、第一の金属薄膜、第二の金属薄膜は、それぞれ基板側の面の面積よりも基板側の面と対向する面の面積が小さくなっており、基板側の面と基板側の面と対向する面とに接続する側面が直線となっているテーパー形状、すなわち図５に示した形状となっていた。また、第二の配線の上面、下地層、および第二の金属薄膜の下面のサイズを測定したところ、表２に示す通りであった。また、各層の弾性率を測定したところ、表２に示す通りであった。
【０１２３】
（実施例１１）
エッチング液の射出圧０．０８ＭＰaとした点以外は、実施例８と同様にして実施例１１に係る配線基板を得た。配線基板を厚み方向に切断し、ＳＥＭにて形状を観測したところ、第一の配線、第二の配線、追加層、第一の金属薄膜、第二の金属薄膜は、それぞれ基板側の面の面積よりも基板側の面と対向する面の面積が小さくなっており、基板側の面と基板側の面と対向する面とに接続する側面が内側に湾曲したテーパー形状、すなわち図１に示した形状となっていた。また、第二の配線の上面、下地層、および第二の金属薄膜の下面のサイズを測定したところ、表２に示す通りであった。また、各層の弾性率を測定したところ、表２に示す通りであった。
【０１２４】
（実施例１２）
第１，第２の配線、第１，第２の金属薄膜の厚さを変更した点以外は、実施例８と同様にして実施例１２に係る配線基板を得た。配線基板を厚み方向に切断し、ＳＥＭにて形状を観測したところ、第一の配線、第二の配線、追加層、第一の金属薄膜、第二の金属薄膜は、それぞれ基板側の面の面積よりも基板側の面と対向する面の面積が小さくなっており、基板側の面と基板側の面と対向する面とに接続する側面が内側に湾曲したテーパー形状、すなわち図１に示した形状となっていた。また、第二の配線の上面、下地層、および第二の金属薄膜の下面のサイズを測定したところ、表３に示す通りであった。また、各層の弾性率を測定したところ、表３に示す通りであった。
【０１２５】
（実施例１３）
また、表３に示す厚さの各層を有する実施例１３に係る配線基板を、以下のようにして作製した。絶縁層として、Ａｌ2Ｏ3の粉末焼結体を用い、この絶縁層の両面にスパッタリングにてＴｉを蒸着することにより、下地層を形成した。さらに、両下地層上にスパッタリングにてＡｇを蒸着することにより、追加層を形成した。
【０１２６】
次に、両追加層上に、アルミニウムナノペーストを塗布した。アルミニウムナノペーストは、金属微粒子として、平均粒径２０ｎｍのアルミニウム粒子を、分散剤（ジエチレングリコール）に分散させ、増粘剤（ポリビニルピロリドン）を添加したものを用いた。アルミニウムナノペースト上に、表面に金層を有するアルミニウム条を配置し、その後、窒素ガスを充填した雰囲気中で、３２０℃、５ＭＰａで、１０分間、加熱加圧して、アルミニウムナノペースト中のアルミニウム粒子を焼結させ、絶縁層の両面に順に下地層、追加層、アルミニウム粒子の焼結体からなる層、金の薄膜層、アルミニウム層が積層された積層体を得た。
【０１２７】
次に、上述の積層体の両面に、エッチングレジストを、１００℃、０．１ＭＰａで３０秒間、加熱加圧してラミネートした。そして、配線を形成する側の面に、配線パターンに対応したマスクをし、金属薄膜を形成する側の面に、レジストの端部が除去されるようにマスクをして、露光、現像をした。その後、エッチングを行い、アルミニウム層、金の薄膜層、アルミニウム粒子の焼結体からなる層、追加層、下地層の不要部分を除去して、配線および金属薄膜を形成した。エッチングは、全ての工程でシャワー法にて０．０６ＭＰａの圧力設定で行った。その後、エッチングレジストを剥離して、実施例に係る配線基板を得た。配線基板を厚み方向に切断し、ＳＥＭにて形状を観測したところ、第一の配線、第二の配線、追加層、第一の金属薄膜、第二の金属薄膜は、それぞれ基板側の面の面積よりも基板側の面と対向する面の面積が小さくなっており、基板側の面と基板側の面と対向する面とに接続する側面が内側に湾曲したテーパー形状、すなわち図１に示した形状となっていた。また、第二の配線の上面、下地層、および第二の金属薄膜の下面のサイズを測定したところ、表３に示す通りであった。各層の弾性率は、表３に示す通りである。
【０１２８】
（実施例１４）
追加層をＭｎにより形成した以外は、実施例８と同様にして実施例１４に係る配線基板を得た。配線基板を厚み方向に切断し、ＳＥＭにて形状を観測したところ、第一の配線、第二の配線、追加層、第一の金属薄膜、第二の金属薄膜は、それぞれ基板側の面の面積よりも基板側の面と対向する面の面積が小さくなっており、基板側の面と基板側の面と対向する面とに接続する側面が内側に湾曲したテーパー形状、すなわち図１に示した形状となっていた。また、第二の配線の上面、下地層、および第二の金属薄膜の下面のサイズを測定したところ、表３に示す通りであった。また、各層の弾性率を測定したところ、表３に示す通りであった。
【０１２９】
（実施例１５）
追加層の厚さを１５μｍとした以外は、実施例８と同様にして実施例１５に係る配線基板を得た。配線基板を厚み方向に切断し、ＳＥＭにて形状を観測したところ、第一の配線、第二の配線、追加層、第一の金属薄膜、第二の金属薄膜は、それぞれ基板側の面の面積よりも基板側の面と対向する面の面積が小さくなっており、基板側の面と基板側の面と対向する面とに接続する側面が内側に湾曲したテーパー形状、すなわち図１に示した形状となっていた。また、第二の配線の上面、下地層、および第二の金属薄膜の下面のサイズを測定したところ、表３に示す通りであった。また、各層の弾性率を測定したところ、表３に示す通りであった。
【０１３０】
（実施例１６）
追加層の厚さを１５μｍとした以外は、実施例１４と同様にして実施例１６に係る配線基板を得た。配線基板を厚み方向に切断し、ＳＥＭにて形状を観測したところ、第一の配線、第二の配線、追加層、第一の金属薄膜、第二の金属薄膜は、それぞれ基板側の面の面積よりも基板側の面と対向する面の面積が小さくなっており、基板側の面と基板側の面と対向する面とに接続する側面が内側に湾曲したテーパー形状、すなわち図１に示した形状となっていた。また、第二の配線の上面、下地層、および第二の金属薄膜の下面のサイズを測定したところ、表４に示す通りであった。また、各層の弾性率を測定したところ、表４に示す通りであった。
【０１３１】
（実施例１７）
追加層をＡｌにより形成した以外は、実施例８と同様にして実施例１７に係る配線基板を得た。配線基板を厚み方向に切断し、ＳＥＭにて形状を観測したところ、第一の配線、第二の配線、追加層、第一の金属薄膜、第二の金属薄膜は、それぞれ基板側の面の面積よりも基板側の面と対向する面の面積が小さくなっており、基板側の面と基板側の面と対向する面とに接続する側面が内側に湾曲したテーパー形状、すなわち図１に示した形状となっていた。また、第二の配線の上面、下地層、および第二の金属薄膜の下面のサイズを測定したところ、表４に示す通りであった。また、各層の弾性率を測定したところ、表４に示す通りであった。
【０１３２】
（実施例１８）
追加層を設けなかった以外は、実施例８と同様にして実施例１８に係る配線基板を得た。配線基板を厚み方向に切断し、ＳＥＭにて形状を観測したところ、第一の配線、第二の配線、第一の金属薄膜、第二の金属薄膜は、それぞれ基板側の面の面積よりも基板側の面と対向する面の面積が小さくなっており、基板側の面と基板側の面と対向する面とに接続する側面が内側に湾曲したテーパー形状、すなわち図１に示した形状となっていた。また、第二の配線の上面、下地層、および第二の金属薄膜の下面のサイズを測定したところ、表４に示す通りであった。また、各層の弾性率を測定したところ、表４に示す通りであった。
【０１３３】
（実施例１９）
エッチング液の射出圧を０．０８ＭＰaとした点以外は、実施例１４と同様にして実施例１９に係る配線基板を得た。配線基板を厚み方向に切断し、ＳＥＭにて形状を観測したところ、第一の配線、第二の配線、追加層、第一の金属薄膜、第二の金属薄膜は、それぞれ基板側の面の面積よりも基板側の面と対向する面の面積が小さくなっており、基板側の面と基板側の面と対向する面とに接続する側面が内側に湾曲したテーパー形状、すなわち図１に示した形状となっていた。また、第二の配線の上面、下地層、および第二の金属薄膜の下面のサイズを測定したところ、表４に示す通りであった。また、各層の弾性率を測定したところ、表４に示す通りであった。
【０１３４】
（実施例２０）
追加層の厚さを１５μｍとし、エッチング液の射出圧を０．０８ＭＰaとした点以外は、実施例８と同様にして実施例２０に係る配線基板を得た。配線基板を厚み方向に切断し、ＳＥＭにて形状を観測したところ、第一の配線、第二の配線、追加層、第一の金属薄膜、第二の金属薄膜は、それぞれ基板側の面の面積よりも基板側の面と対向する面の面積が小さくなっており、基板側の面と基板側の面と対向する面とに接続する側面が内側に湾曲したテーパー形状、すなわち図１に示した形状となっていた。また、第二の配線の上面、下地層、および第二の金属薄膜の下面のサイズを測定したところ、表５に示す通りであった。また、各層の弾性率を測定したところ、表５に示す通りであった。
【０１３５】
（実施例２１）
エッチング液の射出圧を０．０８ＭＰaとした点以外は、実施例１６と同様にして実施例２１に係る配線基板を得た。配線基板を厚み方向に切断し、ＳＥＭにて形状を観測したところ、第一の配線、第二の配線、追加層、第一の金属薄膜、第二の金属薄膜は、それぞれ基板側の面の面積よりも基板側の面と対向する面の面積が小さくなっており、基板側の面と基板側の面と対向する面とに接続する側面が内側に湾曲したテーパー形状、すなわち図１に示した形状となっていた。また、第二の配線の上面、下地層、および第二の金属薄膜の下面のサイズを測定したところ、表５に示す通りであった。また、各層の弾性率を測定したところ、表５に示す通りであった。
【０１３６】
（実施例２２）
エッチング液の射出圧を０．０８ＭＰaとした点以外は、実施例１７と同様にして実施例２２に係る配線基板を得た。配線基板を厚み方向に切断し、ＳＥＭにて形状を観測したところ、第一の配線、第二の配線、追加層、第一の金属薄膜、第二の金属薄膜は、それぞれ基板側の面の面積よりも基板側の面と対向する面の面積が小さくなっており、基板側の面と基板側の面と対向する面とに接続する側面が内側に湾曲したテーパー形状、すなわち図１に示した形状となっていた。また、第二の配線の上面、下地層、および第二の金属薄膜の下面のサイズを測定したところ、表５に示す通りであった。また、各層の弾性率を測定したところ、表５に示す通りであった。
【０１３７】
（実施例２３）
エッチング液の射出圧を０．０８ＭＰaとした点以外は、実施例１８と同様にして実施例２３に係る配線基板を得た。配線基板を厚み方向に切断し、ＳＥＭにて形状を観測したところ、第一の配線、第二の配線、第一の金属薄膜、第二の金属薄膜は、それぞれ基板側の面の面積よりも基板側の面と対向する面の面積が小さくなっており、基板側の面と基板側の面と対向する面とに接続する側面が内側に湾曲したテーパー形状、すなわち図１に示した形状となっていた。また、第二の配線の上面、下地層、および第二の金属薄膜の下面のサイズを測定したところ、表５に示す通りであった。また、各層の弾性率を測定したところ、表５に示す通りであった。
【０１３８】
（実施例２４）
エッチング液の射出圧を０．０８ＭＰaとした点以外は、実施例１２と同様にして実施例２４に係る配線基板を得た。配線基板を厚み方向に切断し、ＳＥＭにて形状を観測したところ、第一の配線、第二の配線、追加層、第一の金属薄膜、第二の金属薄膜は、それぞれ基板側の面の面積よりも基板側の面と対向する面の面積が小さくなっており、基板側の面と基板側の面と対向する面とに接続する側面が内側に湾曲したテーパー形状、すなわち図１に示した形状となっていた。また、第二の配線の上面、下地層、および第二の金属薄膜の下面のサイズを測定したところ、表６に示す通りであった。また、各層の弾性率を測定したところ、表６に示す通りであった。
【０１３９】
（実施例２５）
エッチング液の射出圧を０．０８ＭＰaとした点以外は、実施例１３と同様にして実施例２５に係る配線基板を得た。配線基板を厚み方向に切断し、ＳＥＭにて形状を観測したところ、第一の配線、第二の配線、追加層、第一の金属薄膜、第二の金属薄膜は、それぞれ基板側の面の面積よりも基板側の面と対向する面の面積が小さくなっており、基板側の面と基板側の面と対向する面とに接続する側面が内側に湾曲したテーパー形状、すなわち図１に示した形状となっていた。また、第二の配線の上面、下地層、および第二の金属薄膜の下面のサイズを測定したところ、表６に示す通りであった。また、各層の弾性率を測定したところ、表６に示す通りであった。
【０１４０】
（比較例３）
エッチング時の圧力を０．２０ＭＰａに設定した点以外は、実施例８と同様にして比較例３に係る配線基板を得た。配線基板を厚み方向に切断し、ＳＥＭにて形状を観測したところ、第一の配線、第二の配線および追加層の面積は同じであった。また、第一の金属薄膜、第二の金属薄膜および追加層の面積は同じであった。また、各層の上面および下面のサイズを測定したところ、表７に示す通りであった。また、各層の弾性率を測定したところ、表７に示す通りであった。
【０１４１】
（比較例４）
追加層を設けなかった以外は、比較例３と同様にして比較例４に係る配線基板を得た。配線基板を厚み方向に切断し、ＳＥＭにて形状を観測したところ、第一の配線、第二の配線および追加層の面積は同じであった。また、第一の金属薄膜、第二の金属薄膜および追加層の面積は同じであった。また、各層の上面および下面のサイズを測定したところ、表７に示す通りであった。また、各層の弾性率を測定したところ、表７に示す通りであった。
【０１４２】
（比較例５）
追加層をＡｌにより形成した以外は、比較例３と同様にして比較例５に係る配線基板を得た。配線基板を厚み方向に切断し、ＳＥＭにて形状を観測したところ、第一の配線、第二の配線および追加層の面積は同じであった。また、第一の金属薄膜、第二の金属薄膜および追加層の面積は同じであった。また、各層の上面および下面のサイズを測定したところ、表７に示す通りであった。また、各層の弾性率を測定したところ、表７に示す通りであった。
【０１４３】
（比較例６）
追加層の厚さを１０μｍとした以外は、比較例３と同様にして比較例６に係る配線基板を得た。配線基板を厚み方向に切断し、ＳＥＭにて形状を観測したところ、第一の配線、第二の配線および追加層の面積は同じであった。また、第一の金属薄膜、第二の金属薄膜および追加層の面積は同じであった。また、各層の上面および下面のサイズを測定したところ、表７に示す通りであった。また、各層の弾性率を測定したところ、表７に示す通りであった。
【０１４４】
（比較例７）
追加層の厚さを１５μｍとした以外は、比較例３と同様にして比較例７に係る配線基板を得た。配線基板を厚み方向に切断し、ＳＥＭにて形状を観測したところ、第一の配線、第二の配線および追加層の面積は同じであった。また、第一の金属薄膜、第二の金属薄膜および追加層の面積は同じであった。また、各層の上面および下面のサイズを測定したところ、表７に示す通りであった。また、各層の弾性率を測定したところ、表７に示す通りであった。
【０１４５】
（比較例８）
追加層をＭｎにより形成し、厚さを1５μｍにした以外は、比較例３と同様にして比較例８に係る配線基板を得た。配線基板を厚み方向に切断し、ＳＥＭにて形状を観測したところ、第一の配線、第二の配線および追加層の面積は同じであった。また、第一の金属薄膜、第二の金属薄膜および追加層の面積は同じであった。また、各層の上面および下面のサイズを測定したところ、表８に示す通りであった。また、各層の弾性率を測定したところ、表８に示す通りであった。
（比較例９）
第１，第２の配線、第１，第２の金属薄膜の厚さを変更した点以外は、比較例４と同様にして比較例９に係る配線基板を得た。配線基板を厚み方向に切断し、ＳＥＭにて形状を観測したところ、第一の配線と第二の配線の面積は同じであった。また、第一の金属薄膜と第二の金属薄膜の面積は同じであった。また、各層の上面および下面のサイズを測定したところ、表８に示す通りであった。また、各層の弾性率を測定したところ、表８に示す通りであった。
【０１４６】
（比較例１０）
第１，第２の配線、第１，第２の金属薄膜の厚さを変更した点以外は、比較例５と同様にして比較例１０に係る配線基板を得た。配線基板を厚み方向に切断し、ＳＥＭにて形状を観測したところ、第一の配線、第二の配線および追加層の面積は同じであった。また、第一の金属薄膜、第二の金属薄膜および追加層の面積は同じであった。また、各層の上面および下面のサイズを測定したところ、表８に示す通りであった。また、各層の弾性率を測定したところ、表８に示す通りであった。
【０１４７】
（比較例１１）
表３に示す厚さの各層を有する比較例１１に係る配線基板を、以下のようにして作製した。絶縁層として、Ａｌ2Ｏ3の粉末焼結体を用い、この絶縁層の両面にスパッタリングにてＴｉを蒸着することにより、下地層を形成した。
【０１４８】
次に、両追加層上に、銀ナノペーストを塗布した。銀ナノペーストは、金属微粒子として、平均粒径２０ｎｍの銀粒子を、分散剤（ジエチレングリコール）に分散させ、増粘剤（ポリビニルピロリドン）を添加したものを用いた。銀ナノペースト上に、表面に金層を有する銀条を配置し、その後、窒素ガスを充填した雰囲気中で、３２０℃、５ＭＰａで、１０分間、加熱加圧して、銀ナノペースト中の銀粒子を焼結させ、絶縁層の両面に順に下地層、追加層、銀粒子の焼結体からなる層、金の薄膜層、銀層が積層された積層体を得た。
【０１４９】
次に、上述の積層体の両面に、エッチングレジストを、１００℃、０．１ＭＰａで３０秒間、加熱加圧してラミネートした。そして、配線を形成する側の面に、配線パターンに対応したマスクをし、金属薄膜を形成する側の面に、レジストの端部が除去されるようにマスクをして、露光、現像をした。その後、エッチングを行い、銀層、金の薄膜層、銀粒子の焼結体からなる層の不要部分を除去して、配線および金属薄膜を形成した。エッチングは、全ての工程でシャワー法にて０．２０ＭＰａの圧力設定で行った。その後、エッチングレジストを剥離して、比較例１１に係る配線基板を得た。配線基板を厚み方向に切断し、ＳＥＭにて形状を観測したところ、第一の配線と第二の配線の面積は同じであった。また、第一の金属薄膜と第二の金属薄膜の面積は同じであった。また、各層の上面および下面のサイズを測定したところ、表８に示す通りであった。また、各層の弾性率を測定したところ、表８に示す通りであった。
【０１５０】
（比較例１２）
Ｍｎの追加層を設けた以外は、比較例１１と同様にして比較例１２に係る配線基板を得た。配線基板を厚み方向に切断し、ＳＥＭにて形状を観測したところ、第一の配線、第二の配線および追加層の面積は同じであった。また、第一の金属薄膜、第二の金属薄膜および追加層の面積は同じであった。また、各層の上面および下面のサイズを測定したところ、表８に示す通りであった。また、各層の弾性率を測定したところ、表８に示す通りであった。
【０１５１】
＜評価試験＞
（クラック等の発生、封止樹脂と配線との剥離の発生の有無）
実施例８〜１１、比較例３〜８に係る配線基板上に、Ｓｎ−０．１Ａｇ−０．７Ｃｕ半田を２４０℃に加熱した状態で供給した。
【０１５２】
半田を供給した配線基板に半導体素子を載置し、２４０℃で、０．５分、加熱して半導体素子の一方の面に形成された端子と配線基板の配線との接続を行った。その後、半導体素子の他方の面に形成された端子と配線基板の配線とをワイヤーボンディングにより接続し、配線基板と銅ベースを半田で接合し、銅ベースとヒートシンクを耐熱グリースで接合することでモジュールを作製した。半導体素子としては、５ｍｍ×５ｍｍの面積で０．２３ｍｍの厚さを有するものを用いた。また、封止剤として京セラ（株）製ＫＥ−８５０ＳＨを用い、トランスファーモールドにて、成形、加熱硬化することで封止を行った。
【０１５３】
（放熱効果）
実施例８〜２５、比較例３〜１２に係る配線基板を用いて前述のように組んだモジュールに、入熱が１００Ｗとなるように半導体素子に電流を流し、半導体素子上面の温度を測定した。測定結果を表２〜８に示す。
【０１５４】
（クラック等の発生、封止樹脂と配線との剥離の発生の有無）
実施例８〜２５、比較例３〜１２に係る配線基板を用いて前述のように組んだそれぞれ１００個のモジュールについて、１００Ｗの入熱となる電流を２ｓｅｃ流し、１８ｓｅｃ電流を流さない時間を設けるセットを１サイクルとして繰り返すパワーサイクル試験を、３０００サイクル、３２５０サイクル、３５００サイクル、３７５０サイクル行った。各サイクル後、各半導体パッケージを厚み方向に切断し、断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて観察し、クラックや層間剥離の有無、および封止樹脂と配線との剥離の発生の有無を評価した。なお、クラックや層間剥離の有無の観察は、３５００サイクルまで行った。その結果を表２〜８に示す。クラックや層間剥離の有無については、０．０１ｍｍ以上のクラックまたは０．０１ｍｍ以上の層間剥離が１つも発生していないものを「無」、１つ以上発生したものを「有」で示した。封止樹脂と配線との剥離の発生の有無については、１つも発生していないものを「無」、１つ以上発生したものを「有」で示した。
【０１５５】
【表２】
2013021750.tif 000004
【０１５６】
【表３】
2013021750.tif 000005
【０１５７】
【表４】
2013021750.tif 000006
【０１５８】
【表５】
2013021750.tif 000007
【０１５９】
【表６】
2013021750.tif 000008
【０１６０】
【表７】
2013021750.tif 000009
【０１６１】
【表８】
2013021750.tif 000010
【０１６２】
実施例８〜２５は、基板上に設けられて層が基板側の面と基板側の面と対向する面とで面積が異なるため、封止樹脂と配線との剥離の発生を良好に抑制することができ、放熱性も良好であった。特に、実施例８〜１０，１２，１３〜１８は、ｚ／ｘ≦１０であるため、３７５０サイクルのパワーサイクル試験を実施しても封止樹脂と配線との剥離が発生しなかった。また、実施例８〜１６，１９〜２１，２４，２５は、金属薄膜と基板との間に、金属薄膜の多孔導電層より弾性率が高い追加層が設けられているため、クラックや層間剥離を良好に抑制することができた。特に、実施例８〜１４，１９，２４，２５は追加層の厚さが１０μｍ以下であるため、少なくとも３２５０サイクルまではクラックや層間剥離が発生せず、追加層の線膨張率が絶縁層の線膨張率以上である実施例８〜１３では、３５００サイクルまでクラックや層間剥離が発生しなかった。
【０１６３】
これに対して、比較例３〜１２は、基板上に設けられて層が基板側の面と基板側の面と対向する面とで面積が同じであるため、３０００サイクルを超えると、封止樹脂と配線との剥離が生じ、放熱性も悪かった。このように、封止樹脂と配線との剥離が生じやすいため、クラックや層間剥離も実施例より発生しやすいものの、比較例３，６，１０，１２のように金属薄膜と基板との間に、金属薄膜の多孔導電層より弾性率が高い追加層を厚さ１０μｍ以下で設けた場合は、他の比較例よりもクラックや層間剥離を抑制することができた。
【０１６４】
以上より、本実施形態に係る配線基板によれば、第一の配線の内部に多数の空孔が存在するため、第一の配線を構成する金属が熱により膨張しても、空孔に吸収されるため、見かけ上の弾性率が低下する。また、半導体素子と配線（特に第二の配線）、基板と配線（特に第二の配線）の線膨張率差に起因する応力が生じても、空孔に吸収されるため、応力が緩和される。したがって、半導体素子を搭載した際の層間剥離やクラックを低減することができる。また、配線に内部に多数の空孔を有する多孔導電層を含むため、バルク材のみからなる配線を基板に接合する際のように高温で長時間加熱する必要がないので、プロセス時間を短縮するとともに、プロセス時の電力消費量を削減することができる。
【０１６５】
さらに、本実施形態に係る配線基板によれば、基板上に設けられて層が基板側の面と基板側の面と対向する面とで面積が異なることにより、基板側の面と基板側の面と対向する面とに接続する側面の面積が増加するため、放熱効果を向上させることができる上、基板上に設けられた各層の厚さを増加させることなく、封止樹脂との密着性をよくすることができ、信頼性を向上させることができる。また、多孔導電層よりも弾性率が高い追加層が設けられていることにより、配線の熱膨張が基板に伝達されないので、基板にクラックが生じるのを抑制することができる。特に、追加層の厚さが１０μｍ以下、さらには５μｍ以下の場合は、より効果的にクラックの発生を抑制することができる。また、追加層の線膨張率が、絶縁層の線膨張率以上、配線の線膨張率以下である場合も、より効果的にクラックの発生を抑制することができる。
【符号の説明】
【０１６６】
１：配線基板
２：基板
２１ａ，２１ｂ：下地層
３：配線
３ａ：第一の配線
３ｂ：第二の配線
４ａ，４ｂ：追加層
５：金属薄膜
５ａ：第一の金属薄膜
５ｂ：第二の金属薄膜
６ａ，６ｂ：金属微粒子
９：半導体素子
１０：半導体装置
１１：素子接続用多孔導電層
１３ａ，１３ｂ：密着層
【図１】
2013021750.tif 000011
【図２】
2013021750.tif 000012
【図３】
2013021750.tif 000013
【図４】
2013021750.tif 000014
【図５】
2013021750.tif 000015
【図６】
2013021750.tif 000016
【図７】
2013021750.tif 000017
【図８】
2013021750.tif 000018
【図９】
2013021750.tif 000019
【図１０】
2013021750.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成25年3月25日(2013.3.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁層を有する基板と、
前記基板の一方の面側に設けられた配線とを有し、
前記配線は、内部に多数の空孔を有する多孔導電層からなり、
前記配線と前記基板との間に、前記多孔導電層より弾性率が高い追加層を有し、
前記追加層の前記基板側の面と前記配線の前記基板側の面と対向する面とで、面積が異なることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
絶縁層を有する基板と、
前記基板の一方の面側に設けられた複数層からなる配線とを有し、
前記配線のいずれか一層が、内部に多数の空孔を有する多孔導電層からなり、
前記配線と前記基板との間に、前記多孔導電層より弾性率が高い追加層を有し、
前記追加層の前記基板側の面と前記配線の前記基板側の面と対向する面とで、面積が異なることを特徴とする配線基板。
【請求項３】
前記基板上の前記配線側に設けられた全層における前記基板側の面と前記基板側の面と対向する面とで、面積が異なり、
前記基板上の前記配線側に設けられた全層の合計厚さをｚとし、前記基板側の面と前記基板側の面と対向する面のいずれか一方の面の他方の面に対する、一方向への突出長をｘとしたとき、ｚ／ｘ≦１０であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の配線基板。
【請求項４】
前記基板の他方の面側に、金属薄膜を設けたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項５】
前記金属薄膜は、内部に多数の空孔を有する多孔導電層からなることを特徴とする請求項４に記載の配線基板。
【請求項６】
前記金属薄膜は、複数層からなり、いずれか一層が、内部に多数の空孔を有する多孔導電層からなることを特徴とする請求項４に記載の配線基板。
【請求項７】
前記配線および前記金属薄膜は、３層からなり、それぞれ中間層以外が内部に多数の空孔を有する多孔導電層からなることを特徴とする請求項６に記載の配線基板。
【請求項８】
前記金属薄膜と前記基板との間に、前記金属薄膜の前記多孔導電層より弾性率が高い追加層を設けたことを特徴とする請求項５から請求項７のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項９】
前記基板上の前記金属薄膜側に設けられた全層における前記基板側の面と前記基板側の面と対向する面とで、面積が異なり、
前記基板上の前記配線側に設けられた全層の合計厚さをｚとし、前記基板側の面と前記基板側の面と対向する面のいずれか一方の面の他方の面に対する、一方向への突出長をｘとしたとき、ｚ／ｘ≦１０であることを特徴とする請求項４から請求項８のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項１０】
前記追加層の厚さは、１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項１１】
前記追加層の線膨張率は、前記絶縁層の線膨張率以上であり、前記配線の線膨張率以下であることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項１２】
前記基板は、他部材と密着させるための下地層を有することを特徴とする請求項１から請求項１１に記載の配線基板。
【請求項１３】
前記配線の多孔導電層以外の層の一面または両面に、他部材と密着させるための密着層を設けたことを特徴とする請求項２または請求項７に記載の配線基板。
【請求項１４】
前記金属薄膜の多孔導電層以外の層の一面または両面に、他部材と密着させるための密着層を設けたことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の配線基板。
【請求項１５】
前記絶縁層上に設けられた層の少なくともいずれか一層の表面に、原子空孔および／または転位を生じさせる加工を施した加工層が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項１６】
前記追加層は、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｃｒからなる金属元素群から選ばれる１種の金属、２種以上の合金、または、１種以上を主成分とする合金からなることを特徴とする請求項１から請求項１５のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項１７】
前記配線の多孔導電層以外の層は、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇからなる金属元素群から選ばれる１種の金属、２種以上の合金、または、１種以上を主成分とする合金からなることを特徴とする請求項２または請求項７に記載の配線基板。
【請求項１８】
前記金属薄膜の多孔導電層以外の層は、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇからなる金属元素群から選ばれる１種の金属、２種以上の合金、または、１種以上を主成分とする合金からなることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の配線基板。
【請求項１９】
前記配線の多孔導電層以外の層は、焼き鈍されて軟化していることを特徴とする請求項２または請求項７に記載の配線基板。
【請求項２０】
前記金属薄膜の多孔導電層以外の層は、焼き鈍されて軟化していることを特徴とする請求項２または請求項７に記載の配線基板。
【請求項２１】
前記下地層は、金属材料、有機材料、または金属材料と有機材料とを混合した材料からなることを特徴とする請求項１２に記載の配線基板。
【請求項２２】
前記絶縁層は、有機材料またはセラミックスからなることを特徴とする請求項１から請求項２１のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項２３】
前記絶縁層は、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ガラスのいずれか、または、複数からなることを特徴とする請求項１から請求項２２のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項２４】
前記多孔導電層は、金属微粒子を焼結したものであることを特徴とする請求項１から請求項２３のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項２５】
前記空孔には、任意の割合で有機材料が充填されていることを特徴とする請求項１から請求項２４のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項２６】
前記多孔導電層の内、金属材料の占める体積割合が５０〜９９.９９９％の範囲にあることを特徴とする請求項請求項１から請求項２５のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項２７】
前記金属微粒子は、一次粒子の平均粒子径１ｎｍ〜５００ｎｍの粒子を５０質量％以上、かつ一次粒子の平均粒子径０．５μｍ〜５０μｍの粒子を５０質量％以下の割合で含むことを特徴とする請求項２４に記載の配線基板。
【請求項２８】
前記金属微粒子は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｔｉの内、いずれか１種または２種以上の金属を主たる構成要素とすることを特徴とする請求項２４または請求項２７に記載の配線基板。
【請求項２９】
前記絶縁層が、Ａｌ２Ｏ３またはＡｌＮであり、前記配線の多孔導電層以外の層の厚さに対する前記絶縁層の厚さの割合が１．５以下であることを特徴とする請求項４、請求項９、請求項１１のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項３０】
前記絶縁層が、Ｓｉ３Ｎ４であり、前記配線の多孔導電層以外の層の厚さに対する前記絶縁層の厚さの割合が０．２５以下であることを特徴とする請求項２、請求項７、請求項１７、請求項１９のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項３１】
請求項１から請求項３０のいずれか一項に記載の配線基板を製造する配線基板の製造方法であって、
金属微粒子を主たる成分とする材料を、加圧しながら熱処理することで
金属微粒子同士、金属微粒子と他の層を結合させて、前記多孔導電層を形成する工程を含むことを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項３２】
請求項１から請求項３０のいずれか一項に記載の配線基板を製造する配線基板の製造方法であって、
金属微粒子を主たる成分とする材料を、加圧せずに熱処理することで金属微粒子同士、金属微粒子と他の層を結合させて、前記多孔導電層を形成する工程を含むことを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項３３】
請求項１から請求項３０のいずれか一項に記載の配線基板に、半導体素子を搭載したことを特徴とする半導体装置。
【請求項３４】
前記半導体素子は、内部に多数の空孔を有する素子接続用多孔導電層により前記配線基板に接続されていることを特徴とする請求項３３に記載の半導体装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
以上のような目的を達成するため、本発明に係る配線基板は、絶縁層を有する基板と、前記基板の一方の面側に設けられた配線とを有し、前記配線は、内部に多数の空孔を有する多孔導電層からなり、前記配線と前記基板との間に、前記多孔導電層より弾性率が高い追加層を有し、前記追加層の前記基板側の面と前記配線の前記基板側の面と対向する面とで、面積が異なることを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
また、上記発明に係る配線基板は、前記追加層は、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｃｒからなる金属元素群から選ばれる１種の金属、２種以上の合金、または、１種以上を主成分とする合金からなることが好ましい。また、前記配線の多孔導電層以外の層は、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇからなる金属元素群から選ばれる１種の金属、２種以上の合金、または、１種以上を主成分とする合金からなることが好ましい。
【手続補正書】
【提出日】平成25年7月10日(2013.7.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁層を有する基板と、
前記基板の一方の面側に設けられた配線とを有し、
前記配線は、内部に多数の空孔を有する多孔導電層を有し、
前記配線と前記基板との間に、前記多孔導電層より弾性率が高い追加層を有し、
前記追加層の前記基板側の面と前記配線の前記基板側の面と対向する面とで、面積が異なることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
絶縁層を有する基板と、
前記基板の一方の面側に設けられた複数層からなる配線とを有し、
前記配線のいずれか一層が、内部に多数の空孔を有する多孔導電層からなり、
前記配線と前記基板との間に、前記多孔導電層より弾性率が高い追加層を有し、
前記追加層の前記基板側の面と前記配線の前記基板側の面と対向する面とで、面積が異なることを特徴とする配線基板。
【請求項３】
前記基板上の前記配線側に設けられた全層における前記基板側の面と前記基板側の面と対向する面とで、面積が異なり、
前記基板上の前記配線側に設けられた全層の合計厚さをｚとし、前記基板側の面と前記基板側の面と対向する面のいずれか一方の面の他方の面に対する、一方向への突出長をｘとしたとき、ｚ／ｘ≦１０であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の配線基板。
【請求項４】
前記基板の他方の面側に、金属薄膜を設けたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項５】
前記金属薄膜は、内部に多数の空孔を有する多孔導電層からなることを特徴とする請求項４に記載の配線基板。
【請求項６】
前記金属薄膜は、複数層からなり、いずれか一層が、内部に多数の空孔を有する多孔導電層からなることを特徴とする請求項４に記載の配線基板。
【請求項７】
前記配線および前記金属薄膜は、３層からなり、それぞれ中間層以外が内部に多数の空孔を有する多孔導電層からなることを特徴とする請求項６に記載の配線基板。
【請求項８】
前記金属薄膜と前記基板との間に、前記金属薄膜の前記多孔導電層より弾性率が高い追加層を設けたことを特徴とする請求項５から請求項７のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項９】
前記基板上の前記金属薄膜側に設けられた全層における前記基板側の面と前記基板側の面と対向する面とで、面積が異なり、
前記基板上の前記配線側に設けられた全層の合計厚さをｚとし、前記基板側の面と前記基板側の面と対向する面のいずれか一方の面の他方の面に対する、一方向への突出長をｘとしたとき、ｚ／ｘ≦１０であることを特徴とする請求項４から請求項８のいずれか一項
に記載の配線基板。
【請求項１０】
前記追加層の厚さは、１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項１１】
前記追加層の線膨張率は、前記絶縁層の線膨張率以上であり、前記配線の線膨張率以下であることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項１２】
前記基板は、他部材と密着させるための下地層を有することを特徴とする請求項１から請求項１１に記載の配線基板。
【請求項１３】
前記配線の多孔導電層以外の層の一面または両面に、他部材と密着させるための密着層を設けたことを特徴とする請求項２または請求項７に記載の配線基板。
【請求項１４】
前記金属薄膜の多孔導電層以外の層の一面または両面に、他部材と密着させるための密着層を設けたことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の配線基板。
【請求項１５】
前記絶縁層上に設けられた層の少なくともいずれか一層の表面に、原子空孔および／または転位を生じさせる加工を施した加工層が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項１６】
前記追加層は、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｃｒからなる金属元素群から選ばれる１種の金属、２種以上の合金、または、１種以上を主成分とする合金からなることを特徴とする請求項１から請求項１５のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項１７】
前記配線の多孔導電層以外の層は、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇからなる金属元素群から選ばれる１種の金属、２種以上の合金、または、１種以上を主成分とする合金からなることを特徴とする請求項２または請求項７に記載の配線基板。
【請求項１８】
前記金属薄膜の多孔導電層以外の層は、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇからなる金属元素群から選ばれる１種の金属、２種以上の合金、または、１種以上を主成分とする合金からなることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の配線基板。
【請求項１９】
前記配線の多孔導電層以外の層は、焼き鈍されて軟化していることを特徴とする請求項２または請求項７に記載の配線基板。
【請求項２０】
前記金属薄膜の多孔導電層以外の層は、焼き鈍されて軟化していることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の配線基板。
【請求項２１】
前記下地層は、金属材料、有機材料、または金属材料と有機材料とを混合した材料からなることを特徴とする請求項１２に記載の配線基板。
【請求項２２】
前記絶縁層は、有機材料またはセラミックスからなることを特徴とする請求項１から請求項２１のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項２３】
前記絶縁層は、Ａｌ2Ｏ3、ＡｌＮ、Ｓｉ3Ｎ4、ガラスのいずれか、または、複数からなることを特徴とする請求項１から請求項２２のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項２４】
前記多孔導電層は、金属微粒子を焼結したものであることを特徴とする請求項１から請求項２３のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項２５】
前記空孔には、任意の割合で有機材料が充填されていることを特徴とする請求項１から請求項２４のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項２６】
前記多孔導電層の内、金属材料の占める体積割合が５０〜９９.９９９％の範囲にあることを特徴とする請求項１から請求項２５のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項２７】
前記金属微粒子は、一次粒子の平均粒子径１ｎｍ〜５００ｎｍの粒子を５０質量％以上、かつ一次粒子の平均粒子径０．５μｍ〜５０μｍの粒子を５０質量％以下の割合で含むことを特徴とする請求項２４に記載の配線基板。
【請求項２８】
前記金属微粒子は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｔｉの内、いずれか１種または２種以上の金属を主たる構成要素とすることを特徴とする請求項２４または請求項２７に記載の配線基板。
【請求項２９】
前記絶縁層が、Ａｌ2Ｏ3またはＡｌＮであり、前記配線の多孔導電層以外の層の厚さに対する前記絶縁層の厚さの割合が１．５以下であることを特徴とする請求項４、請求項９、請求項１１のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項３０】
前記絶縁層が、Ｓｉ3Ｎ4であり、前記配線の多孔導電層以外の層の厚さに対する前記絶縁層の厚さの割合が０．２５以下であることを特徴とする請求項２、請求項７、請求項１７、請求項１９のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項３１】
請求項１から請求項３０のいずれか一項に記載の配線基板を製造する配線基板の製造方法であって、
金属微粒子を主たる成分とする材料を、加圧しながら熱処理することで金属微粒子同士、金属微粒子と他の層を結合させて、前記多孔導電層を形成する工程を含むことを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項３２】
請求項１から請求項３０のいずれか一項に記載の配線基板を製造する配線基板の製造方法であって、
金属微粒子を主たる成分とする材料を、加圧せずに熱処理することで金属微粒子同士、金属微粒子と他の層を結合させて、前記多孔導電層を形成する工程を含むことを特徴とす
る配線基板の製造方法。
【請求項３３】
請求項１から請求項３０のいずれか一項に記載の配線基板に、半導体素子を搭載したことを特徴とする半導体装置。
【請求項３４】
前記半導体素子は、内部に多数の空孔を有する素子接続用多孔導電層により前記配線基板に接続されていることを特徴とする請求項３３に記載の半導体装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
以上のような目的を達成するため、本発明に係る配線基板は、絶縁層を有する基板と、前記基板の一方の面側に設けられた配線とを有し、前記配線は、内部に多数の空孔を有する多孔導電層を有し、前記配線と前記基板との間に、前記多孔導電層より弾性率が高い追加層を有し、前記追加層の前記基板側の面と前記配線の前記基板側の面と対向する面とで、面積が異なることを特徴とする。
【国際調査報告】
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