(57)【要約】【課題】  低熱膨張係数のガラスセラミックスからなる配線基板に取着したリードピンに斜め方向の外力が加わっても、リードピンと配線基板との接合強度を確保してリードピンの脱離等を防ぐことのできる高信頼性のリードピン付き配線基板を提供すること。【解決手段】  ４０乃至４００℃での熱膨張係数が２．３×１０−６／℃〜４．５×１０−６／℃、磁器強度が１５０〜２５０ＭＰａであるガラスセラミックスから成る絶縁基体５の表面及び内部に配線導体６が形成されるとともに、絶縁基板５表面の配線導体６にリードピン１のヘッド部１ａがＴｉ，ＺｒまたはＨｆの少なくとも一種を含むＡｇ−Ｃｕ合金ろう材から成る接続パッド２を介して接続されたリードピン付き配線基板３において、絶縁基体５は、その内部の平面視で接続パッド２の外周部に重なる部位に、絶縁基体５よりも大きな熱膨張係数を有する応力緩和層６ａが形成されている。【選択図】  図１
2006066653.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
４０乃至４００℃での熱膨張係数が２．３×１０−６／℃〜４．５×１０−６／℃、磁器強度が１５０〜２５０ＭＰａであるガラスセラミックスから成る絶縁基体の表面および内部に配線導体が形成されるとともに、前記絶縁基板表面の前記配線導体にリードピンのヘッド部がＴｉ，ＺｒまたはＨｆの少なくとも一種を含むＡｇ−Ｃｕ合金ろう材から成る接続パッドを介して接続されて成るリードピン付き配線基板において、前記絶縁基体は、その内部の平面視で前記接続パッドの外周部に重なる部位に、前記絶縁基体よりも大きな熱膨張係数を有する応力緩和層が形成されていることを特徴とするリードピン付き配線基板。
【請求項２】
前記応力緩和層は、前記絶縁基体の内部の平面視で前記接続パッドの外周端部およびその周囲に重なる部位に全周にわたって形成されていることを特徴とする請求項１記載のリードピン付き配線基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子を収容するための半導体素子収納用パッケージや回路基板，電子回路モジュール等に使用される、入出力端子用のリードピンが立設された、所謂ピングリッドアレイ（ＰＧＡ）用のリードピン付き配線基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＩＣ，ＬＳＩ等の半導体集積回路素子等の半導体素子を収容するための半導体素子収納用パッケージや、高周波回路や電力回路等を構成する回路基板あるいは電子回路モジュール等には、セラミックスから成る絶縁基体の表面および内部の少なくとも一方に配線導体を有する配線基板が使用されている。この配線基板には、一般的に、リードピン，ボール端子等の端子部材、放熱板，放熱フィン等の放熱部材等が設けられており、そして配線基板およびその蓋体から成る容器の内部に半導体素子を気密に収容するために、金属製の蓋体を取着するためのシールリング等のシール部材といった金属部材が、配線基板の表面のメタライズ層から成る配線導体にろう材を介して接合されている。
【０００３】
上記の配線基板においては、高周波信号を高速で伝送する上で、配線導体を形成する導体の抵抗が低いことが要求され、絶縁基体にもより低い誘電率が要求されている。例えば、誘電率が低く高周波用の絶縁基体として好適であるガラスセラミックスを絶縁基体に用い、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ等の低抵抗金属のメタライズ層を配線導体として形成した配線基板が多用されている。
【０００４】
しかしながら、このような高周波用の配線基板においては、低誘電率のガラスセラミックスはガラス成分を多量に含有することから、その磁器強度は従来のアルミナセラミックス等に比べて低く、また、低抵抗金属は融点が低いことから低温で焼成する必要があるため、メタライズ層から成る配線導体のガラスセラミックスへの接合強度も低いものとなっている。
【０００５】
このため、このような配線基板のメタライズパッドにろう材を介してリードピンを接合しピングリッドアレイ型のリードピン付き配線基板とした場合、外部電気回路に配線基板を装着するためにリードピンを外部電気回路のソケットに差し込んだり、あるいは外部電気回路に配線基板を装着後に故障や交換等のメンテナンス等が必要となり、リードピンを引き抜いたりした際にリードピンに垂直方向や斜め方向からの外力が働くと、絶縁基体であるガラスセラミックスとメタライズパッドとの界面に破壊応力が発生する。その結果、メタライズパッドに剥がれが生じたり、ガラスセラミックスそのものがその破壊応力に屈して破壊されたりして、リードピンの接合信頼性が低下するという問題点があった。
【０００６】
そこで、磁器強度の弱いガラスセラミックス等の絶縁基体とメタライズパッドとの界面における破壊を回避する手法として、活性金属としてＴｉ，ＺｒまたはＨｆの少なくとも１種を含有するＡｇ−Ｃｕ合金ろう材を用いて、リードピン接合用のメタライズパッドを配線基板に形成せずに、配線基板の内部から下面に導出された配線導体としての貫通導体（ビア導体）が絶縁基体の表面に露出した部位を含む領域に、リードピンを直接接合する手法が提案されている。
【０００７】
この手法では、メタライズパッドを介さずに、配線基板の配線導体の一部である貫通導体の絶縁基体の表面に露出した部位とリードピンとを、Ｔｉ，ＺｒまたはＨｆの少なくとも１種を含有するＡｇ−Ｃｕ合金ろう材から成る接続パッド（以下、ろう材パッドともいう）を介して直接接続することによって、電気的な接続を行なうことができる。また、貫通導体の露出部は通常は直径が約１００μｍ以下と小さいことから、リードピンは実質的には絶縁基体とろう材パッドを介して接合されるため、メタライズパッドと絶縁基体との接合強度に依存することなくリードピンを接合することができ、絶縁基体とメタライズパッドとの間の界面における破壊を回避することができる。
【０００８】
一方、上記の高周波用の配線基板に搭載される半導体素子においては、近年の更なる高集積化や高速化に伴い、半導体素子の配線間の電気的な容量を低減させて信号伝達速度を高くするために、半導体素子に使用する絶縁膜を低誘電率化することが検討されている。例えば、１０ＧＨｚ程度の高周波信号を伝達し、かつ、半導体素子の設計基準（ＭＰＵゲート長）が１３０ｎｍ程度に微細配線化された半導体素子の絶縁膜として要求されている比誘電率は２．５以下である。これを実現するために、スピンコート法によりシルセスキオキサン系の無機オリゴマー（低分子量のポリマー）やポリ芳香族エーテル系等の有機オリゴマーの熱重合による絶縁膜に、比誘電率１の空気を内包させた多孔質絶縁膜が開発されている。
【特許文献１】特開平８−１６２５６３号公報
【特許文献２】特開平８−２９８３８１号公報
【特許文献３】特開平９−１８１４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記のような半導体素子に形成された多孔質絶縁膜は、その空孔率の増加に伴い強度が低くなるため、配線基板に実装する際や半導体素子動作時などに熱的負荷が加わると、半導体素子と配線基板の熱膨張係数の差に起因して発生する熱応力によって多孔質絶縁膜自身が破壊されるという不具合が、一般的な絶縁膜に比べて顕著に発生するという問題点があった。
【００１０】
そこで、発生する熱応力を低減させるために、４０乃至４００℃での熱膨張係数が２．３×１０−６／℃〜４．５×１０−６／℃のガラスセラミックスを絶縁基体に用いて、配線基板の熱膨張係数をＳｉ（シリコン）などからなる半導体素子の４０乃至４００℃での熱膨張係数である２×１０−６／℃〜４×１０−６／℃に可能な限り近づけるという手法が考えられる。
【００１１】
しかしながら、４０乃至４００℃での熱膨張係数が２．３×１０−６／℃〜４．５×１０−６／℃と低熱膨張のガラスセラミックスを絶縁基体として用いた場合、配線導体の一部である貫通導体が絶縁基体の表面に露出した部位とリードピンとを、Ｔｉ，ＺｒまたはＨｆの少なくとも１種を含有するＡｇ−Ｃｕ合金から成るろう材パッドを介して直接接続する方法では、低熱膨張のガラスセラミックスとろう材パッドとの熱膨張係数の差が大きく、この熱膨張係数の差に起因する熱応力がろう付け後に大きな残留応力としてろう材パッドと絶縁基体との界面に内在する。
【００１２】
その結果、リードピンへの斜め方向の外力としてセラミックスの磁器強度以上の応力が、ガラスセラミックスから成る絶縁基体とろう材との接合面の外周端に集中して作用した場合、この応力と残留応力とが相俟って大きな破壊応力が発生し、この外周端の部分を起点として絶縁基体内部にクラック等が進行して接合信頼性の低下を引き起こしたり、配線基板からリードピンが脱離してしまうという問題点があった。
【００１３】
本発明は、上記の問題点を解決するために完成されたものであり、その目的は、例えば多孔質絶縁膜を形成した半導体素子を搭載して、低熱膨張係数のガラスセラミックスからなる配線基板に取着したリードピンに斜め方向の外力が生じても、リードピンとガラスセラミックスから成る絶縁基体との接合強度を確保してリードピンの脱離等を防ぐことのできる高信頼性のリードピン付き配線基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明のリードピン付き配線基板は、４０乃至４００℃での熱膨張係数が２．３×１０−６／℃〜４．５×１０−６／℃、磁器強度が１５０〜２５０ＭＰａであるガラスセラミックスから成る絶縁基体の表面および内部に配線導体が形成されるとともに、前記絶縁基板表面の前記配線導体にリードピンのヘッド部がＴｉ，ＺｒまたはＨｆの少なくとも一種を含むＡｇ−Ｃｕ合金ろう材から成る接続パッドを介して接続されて成るリードピン付き配線基板において、前記絶縁基体は、その内部の平面視で前記接続パッドの外周部に重なる部位に、前記絶縁基体よりも大きな熱膨張係数を有する応力緩和層が形成されていることを特徴とする。
【００１５】
本発明において好ましくは、前記応力緩和層は、前記絶縁基体の内部の平面視で前記接続パッドの外周端部およびその周囲に重なる部位に全周にわたって形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のリードピン付き配線基板は、絶縁基体は、その内部の平面視で接続パッドの外周部に重なる部位に、絶縁基体よりも大きな熱膨張係数を有する応力緩和層が形成されていることから、４０乃至４００℃での熱膨張係数が２．３×１０−６／℃〜４．５×１０−６／℃、磁器強度が１５０〜２５０ＭＰａであるガラスセラミックスから成る絶縁基体に、リードピンをＴｉ，ＺｒまたはＨｆの少なくとも一種を含むＡｇ−Ｃｕ合金ろう材の接続パッドを介してを接続しても、応力緩和層が接続パッドの外周端部に形成されたろう材のメニスカスの端部に発生する引っ張り応力を緩和することができる。
【００１７】
その結果、リードピンの接合初期に生じた絶縁基体の残留応力を小さく抑えることが可能であり、リードピンに斜め方向の外力が加わって応力が絶縁基体と接続パッドとの接合面の外周端に集中して作用した場合にも、全体の応力はガラスセラミックスの磁器強度以上に成ることがない。その結果、絶縁基体にクラック等の破壊が発生するのを大きく抑制することができ、配線基板からリードピンが脱離することなく、リードピンのより高い接合強度を確保することが可能となる。
【００１８】
本発明のリードピン付き配線基板は好ましくは、応力緩和層は、絶縁基体の内部の平面視で接続パッドの外周端部およびその周囲に重なる部位に全周にわたって形成されていることから、応力緩和層が平面視で接続パッドの外周端部とその周囲を全周にわたってカバーする（覆う）こととなるため、応力緩和層が接続パッドの外周端部に形成されたろう材のメニスカスの端部に発生する引っ張り応力を緩和する効果がより向上することとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明のリードピン付き配線基板について以下に詳細に説明する。図１は、半導体素子を収容する半導体素子収納用パッケージに本発明のリードピン付き配線基板を適用した場合の実施の形態の一例を示す断面図である。図１において、１はリードピン、２は活性金属としてＴｉ，ＺｒまたはＨｆの少なくとも１種を含有するＡｇ−Ｃｕ合金ろう材（以下、ろう材ともいう）から成る接続パッド、３はリードピン付き配線基板（以下、配線基板ともいう）、４は半導体素子である。配線基板３を成すガラスセラミックスから成る絶縁基体５は、上面の中央部に半導体素子４を搭載するための搭載部７を有している。
【００２０】
絶縁基体５は、ガラスセラミックスの焼結体から成る例えば四角形状の板状体であり、その表面と内部の少なくとも一方に配線導体６を有している。このような配線基板３は、例えば以下のようにして製作される。
【００２１】
まず、セラミック粉末，有機バインダ，溶融成分に溶剤（有機溶剤，水等）、必要に応じて硬度や強度を調整するための所定量の可塑剤，分散剤を加えてスラリーを得、これをＰＥＴフィルムや紙等の支持体上にドクターブレード法，リップコーター法，ダイコーター法等のシート成形法によりガラスセラミックグリーンシートを作製する。
【００２２】
４０乃至４００℃での熱膨張係数が２．３×１０−６／℃〜４．５×１０−６／℃、磁器強度が１５０〜２５０ＭＰａであるガラスセラミックスから成る絶縁基体５を得るためのセラミック粉末としては、例えばＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＭｇＯ−ＺｎＯ−Ｂ２Ｏ３,ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−ＮａＯ２,ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ｋ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＮａＯ等の硼珪酸ガラスのような低熱膨張係数のガラス粉末と、アルミナ,コーディエライト,石英ガラス,ムライトのようなフィラー粉末とを混合したものを用いればよく、要求される特性に合わせてその種類や組合せ、量比は選択される。
【００２３】
より具体的には、３０〜５５質量％のＳｉＯ２、１５〜４０質量％のＡｌ２Ｏ３、３〜２５質量％のＭｇＯ、２〜１５質量％のＺｎＯ、２〜１５質量％のＢ２Ｏ３を含有するガラス粉末６４．５〜９８．５質量％と、コーディエライト粉末０．５〜２０質量％と、ムライト，アノーサイト，スラウソナイト，セルジアン，石英ガラスの群から選ばれる少なくとも１種のフィラー粉末１〜３５質量％とを含有するものがある。このガラス粉末を１０５０℃以下の温度で熱処理することにより、少なくともコーディエライトを結晶相として析出させ、さらにコーディエライトとともに、ガーナイト，スピネル，ムライトの群から選ばれる少なくとも１種を結晶相として析出させることによって、絶縁基体５の低熱膨張化、低誘電率化、低ヤング率化を達成することができる。低熱膨張化と低ヤング率化により、１次実装と２次実装の信頼性の向上が得られるのでより好ましいものとなる。
【００２４】
次に、このガラスセラミックグリーンシートに、導体材料の粉末をペースト化した導体ペーストをスクリーン印刷法やグラビア印刷法等により印刷するか、または所定パターン形状の金属箔を転写する等の方法を用いて、配線導体６を形成する。導体ペーストの導体材料としては、アルミナセラミックス等よりも焼結温度の低いガラスセラミックス焼結体に対しては、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｇ−Ｐｔ，Ａｇ−Ｐｄ，Ａｕ等が用いられる。
【００２５】
なお、この配線導体６には、絶縁基体５の上下面とにそれぞれ配置された配線導体同士を絶縁基体５の内部で接続するためのビア導体やスルーホール導体等の貫通導体の部分も含まれる。この貫通導体は、例えば、パンチング加工等によりガラスセラミックグリーンシートに形成した貫通孔に導体ペーストを充填することによって形成される。
【００２６】
次に、配線導体６を形成したガラスセラミックグリーンシートを複数枚積層し、所定の温度（約９００℃）で焼成することによって、配線基板３が製作される。
【００２７】
そして、配線基板３の下面の、配線導体６としての貫通導体が絶縁基体５の表面に露出した部位を含む領域に、活性金属としてＴｉ，ＺｒおよびＨｆのうち少なくとも１種を含有するろう材をペースト化したものを、スクリーン印刷法やグラビア印刷法等により印刷し、ネイルヘッド型のリードピン１のヘッド部１ａと配線基板３の配線導体６および絶縁基体５とを、ろう材から成る接続パッド２を介してろう付けする。
【００２８】
このろう材は、ＢＡｇ−８（ＪＩＳ  Ｚ−３２６１：７２質量％Ａｇ−２８質量％Ｃｕ）ろう材を始めとして、Ａｇが６０〜８０質量％でＣｕが２０〜４０質量％の組成から成るＡｇ−Ｃｕ合金ろう材に、活性金属であるＴｉ，ＺｒおよびＨｆのうち少なくとも１種を、金属または水素化物の状態で外添加で２〜１０質量％添加したものが用いられる。
【００２９】
このろう材から成る接続パッド２を介してリードピン１を絶縁基体５に接合するには、例えば、ろう材の粉末１００質量％に、有機溶剤、樹脂バインダおよび溶媒を合わせて５〜１５質量％を外添加して混合して得たろう材ペーストを、配線導体６が露出した部位、例えば貫通導体の露出した端面を含む絶縁基体５の表面に、スクリーン印刷法等によりリードピン１を立設する部位に対応した所定パターンで印刷する。これにリードピン１のヘッド１ａを載置して、真空中または中性雰囲気中もしくは還元雰囲気中でろう材の溶融温度に合わせた所定温度（例えば約８００℃）で加熱処理し、ろう材を溶融させて、配線導体６および絶縁基体５とリードピン１をろう付け接合する。
【００３０】
このとき、ろう材の融点およびろう付け後の接合部の外観や反応層および合金層の厚み等を考慮して、ろう材における活性金属の含有量、ボリューム（体積）、ブレージング最高到達温度や、ろう材の融点以上の温度の保持時間等を決める。その一例として、７２質量％Ａｇ−２８質量％Ｃｕ（所謂ＢＡｇ−８）のろう材に活性金属としてＴｉＨ２を３質量％添加したろう材を用いて、絶縁基体５の表面に直径０．９０ｍｍの接続パッド２を形成する場合、ピン径が０．２０ｍｍ、ヘッド部１ａの厚みが０．１５ｍｍ、ヘッド部１ａの直径が０．４５ｍｍのリードピン１を絶縁基体５の所定部位に当接させた状態で、真空炉中で最高温度７９５℃乃至８５０℃で５分乃至１時間保持すれば、高い強度を有する良好な接合状態が得られる。
【００３１】
ここで、絶縁基体５が４０乃至４００℃での熱膨張係数が２．３×１０−６／℃〜４．５×１０−６／℃、磁器強度が１５０〜２５０ＭＰａであるガラスセラミックスであるとともに、絶縁基体５は、その内部の平面視で接続パッド２の外周部に重なる部位に、絶縁基体５よりも大きな熱膨張係数を有する応力緩和層６ａが形成されている。
【００３２】
なお、リードピン１の材質、ピン部の長さ、ヘッド部１ａの厚み等は、外部電気回路のソケットの形状や接続方法等に応じて選択が可能である。例えば、半導体素子収納用パッケージに適用するリードピン１であれば、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金やＣｕ合金製のものが使用され、ピン部の長さとしては１〜６ｍｍ程度のものが使用される。
【００３３】
以上のようにして、リードピン１と絶縁基体５とを接合することにより、斜め方向からリードピン１に外力が加わっても、絶縁基体５とリードピン１との接続パッド２を介した接合部において高い接合強度を得ることができ、良好なろう付け状態でリードピン１が接合された配線基板３を得ることが可能となる。
【００３４】
なお、本発明の配線基板３においては、絶縁基体５の表面に形成される配線導体６のリードピン１が接合されない部位の表面、および貫通導体の露出する表面のリードピン１が接合されない部位には、絶縁基体５とリードピン１との接合前あるいは接合後に、耐蝕性に優れ、かつ接続パッド２との濡れ性が良好なＮｉやＡｕ等の金属層が１〜２０μｍの厚みでめっき法等により被着されていてもよい。
【００３５】
Ｎｉめっき層は、例えばＰを４〜１２質量％程度含有する無電解Ｎｉ−Ｐめっき層から成る。このようなＮｉめっき層は、まず、配線導体６が形成された絶縁基体５を界面活性剤と塩酸水溶液とから成る温度が２５〜５０℃の酸性の洗浄液に１〜５分間浸漬して、配線導体６の露出した表面を清浄とし、次にこれを純水で洗浄した後、塩化パラジウム，水酸化カリウム，エチレンジアミンテトラアセティクアシッドから成る温度が２５〜４０℃のパラジウム活性液中に１〜５分間程度浸漬して、配線導体６の表面にパラジウム触媒を付着させ、次にこれを純水で洗浄した後、硫酸ニッケル，クエン酸ナトリウム，酢酸ナトリウム，次亜リン酸ナトリウム，塩化アンモニウムから成る温度が５０〜９０℃の無電解Ｎｉめっき液中に２〜６０分間浸漬することによって、配線導体６の露出した表面に被着される。
【００３６】
なお、Ｎｉめっき層は、その厚みが１μｍ未満では、絶縁基体５表面に形成された配線導体６の表面（図１に示す例では半導体素子４の電極が接続される電極パッド８となる部位の表面）を良好に被覆することができず、配線導体６の露出した表面に酸化や変色をきたす傾向にある。他方、２０μｍを超えると、Ｎｉめっき層の内部応力によりＮｉめっき層にクラックや剥がれが発生しやすい。従って、Ｎｉめっき層の厚みは１〜２０μｍの範囲が好ましい。
【００３７】
また、Ｎｉめっき層を上述のように無電解Ｎｉ−Ｐめっきにより形成する場合、Ｎｉめっき層中のＰの含有量が４質量％未満であると、配線導体６の露出した表面にＮｉめっき層を被着させる際にＮｉめっきの析出速度が遅くなり、所定の厚みのＮｉめっき層を得るために長時間を要することとなるので生産性が極めて悪くなる。他方、１２質量％を超えると、Ｎｉめっき層上に被着させるＡｕめっき層との反応性が悪くなり、Ｎｉめっき層をＡｕめっき層で良好に被覆することが困難となる傾向にある。従って、Ｎｉめっき層中のＰの含有量は４〜１２質量％の範囲が好ましい。
【００３８】
特に、絶縁基体５とリードピン１との接合後に無電解めっき法によりＮｉ−Ｐめっきを施すときには、接続パッド２の周りの絶縁基体５上にＮｉめっきが析出してしまい、隣接する配線導体６同士が短絡する場合がある。これを防止するには、ろう材ペースト中の樹脂バインダ量を少なくして、絶縁基体５表面における炭素の残留を減らして絶縁基体５表面にＮｉめっきが被着する要因を減らすか、または、めっきの前処理の段階で絶縁基体５表面をエッチングすることにより、ろう付け時に残留炭素を溶融、気化させて、接続パッド２の周りの絶縁基体５の表面に付着したＡｇやＣｕといったろう材成分を除去するといった対策を施せばよい。
【００３９】
ここで、接続パッド２の形成用のろう材ペースト中の樹脂バインダ量としては、以上のような理由および印刷性の観点から、ろう材ペーストに対して８〜１２質量％の割合で外添加するのがよい。さらに、無電解めっきによるめっき層の耐熱性および変色性の低下を改善するためには、めっき後に４００℃以上の温度で加熱処理することにより、めっき層を緻密化させることが効果的である。
【００４０】
そして、本発明の配線基板３は、搭載部７上にエポキシ樹脂やＡｇ含有エポキシ樹脂等を介して半導体素子４を搭載し、半導体素子４上の電極と、絶縁基体５の搭載部７の近傍に配線導体６の一部として形成された電極パッド８とを、Ａｕ，Ｃｕ，Ａｌ等の金属細線（ボンディングワイヤ）で電気的に接続した後、ＣｕやＡｌ等から成る金属製または酸化アルミニウム質焼結体等のセラミック製の蓋体９を、エポキシ樹脂等の樹脂やＡｕ−Ｓｎ合金，Ａｕ−Ｇｅ合金といったろう材等による接着、または溶接によって取着し封止することによって、半導体装置となる。
【実施例】
【００４１】
本発明のリードピン付き配線基板の実施例について以下に説明する。
【００４２】
まず、４４質量％のＳｉＯ２、２８質量％のＡｌ２Ｏ３、１１質量％のＭｇＯ、５質量％のＺｎＯ、５質量％のＢ２Ｏ３、６質量％のＣａＯ、１質量％のＢａＯを含有するガラス粉末８５質量％と、フィラー粉末としてコーディエライト粉末５質量％、ムライト粉末１０質量％とに、有機バインダ，有機溶剤，可塑剤，分散剤を加えてスラリーを得、これを用いてＰＥＴフィルムの支持体上にドクターブレード法によりセラミックグリーンシートを作製した。
【００４３】
次に、このセラミックグリーンシートにパンチング加工により貫通孔を形成し、導体ペーストを充填することによってビア導体を形成した。
【００４４】
次に、Ｃｕ粉末をペースト化した導体ペーストをスクリーン印刷法より印刷して配線導体、応力緩和層を形成した。
【００４５】
次に、これらのビア導体、配線導体および応力緩和層を形成したセラミックグリーンシートを複数枚積層し、９５０℃の温度で焼成することによって、４０乃至４００℃での熱膨張係数が３．２×１０−６／℃であるガラスセラミックスから成る絶縁基体を製作した。
【００４６】
また、フィラー粉末のムライト粉末に代えてアノーサイト粉末を用いて、４０乃至４００℃での熱膨張係数が４．５×１０−６／℃であるガラスセラミックスから成る絶縁基体を作製した。
【００４７】
また、上記と同様にして、４４質量％のＳｉＯ２、２９質量％のＡｌ２Ｏ３、１１質量％のＭｇＯ、７質量％のＺｎＯ、９質量％のＢ２Ｏ３を含有するガラス粉末７２．５質量％と、フィラー粉末としてコーディエライト粉末２．５質量％と、石英ガラス粉末２５質量％とを用いて、９５０℃の温度で焼成することによって、４０乃至４００℃での熱膨張係数が２．３×１０−６／℃であるガラスセラミックスから成る絶縁基体を作製した。
【００４８】
次に、これら絶縁基体の表面に、Ａｇ７２質量％とＣｕ２８質量％とから成るＡｇ−Ｃｕ合金ろう材（ＢＡｇ−８）に活性金属としてのＴｉＨ２を３質量％および樹脂バインダを１０質量％の割合で外添加した活性金属ろう材ペーストを、リードピンと絶縁基体との接合用の接続パッドとしてスクリーン印刷し、リードピンろう付け後の直径が０．９０ｍｍとなるように接続パッドを形成した。
【００４９】
応力緩和層は、平面視で接続パッドの外周端部に重なるように絶縁基体の内部に形成した。
【００５０】
次に、この接続パッドを介して、ピン部の直径が０．２０ｍｍで、ヘッド部の厚みが０．１５ｍｍ、ヘッド部の直径が０.４５ｍｍであるＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金製のリードピンを、真空炉中で最高温度８００℃を１５分保持することにより、絶縁基体およびその表面の配線導体に接合した。
【００５１】
その後、このリードピンの接合強度（４５°引っ張り強度）を、４５°上方に１０ｍｍ／分の速度で引っ張る引っ張り試験により評価した。
【００５２】
なお、リードピンに外力が加わった際にリードピンが切れて破壊する前にガラスセラミックスから成る絶縁基体が破壊すると、ソケット挿入時にリードピンが取れてしまうといった不具合が発生することとなる。これより、接合強度の判断基準として、４５°引っ張り試験において、リードピンのピン部が破壊されるピン切れの発生率が１００％であれば実用上問題ないとした。その結果を表１に示す。
【表１】
2006066653.tif 000003
【００５３】
表１より、ガラスセラミックスの４０乃至４００℃での熱膨張係数が２．３×１０−６／℃〜４．５×１０−６／℃、磁器強度が１５０〜２５０ＭＰａであり、接続パッドと応力緩和層との間の最小距離が０．１乃至０．３５ｍｍ、応力緩和層の外径が０．９乃至１．６ｍｍ、応力緩和層の内径が０．３乃至０．７ｍｍの本発明の配線基板（試料Ｎｏ４〜６，８〜１１，１６〜２２，２６〜２８）は、ピン切れ発生率が１００％であり、十分な接合強度であった。また、破壊の状態は、ガラスセラミックスの破壊の起点となる接続パッドと絶縁基体との接合面の外周端ではなく、ピン部で切断されたものであった。
【００５４】
一方、応力緩和層が形成されていない配線基板、接続パッドと応力緩和層との間の最小距離が０．１ｍｍ未満である配線基板、上記最小距離が０．３５ｍｍより大きい配線基板、応力緩和層の外径が０．９ｍｍ未満の配線基板、応力緩和層の外径が１．６ｍｍより大きい配線基板、応力緩和層の内径が０．３ｍｍ未満の配線基板、応力緩和層の内径が０．７ｍｍより大きい配線基板（試料Ｎｏ１〜３，７，１２〜１５，２３〜２５，２９）は、ピン切れ発生率が１００％未満であり、接続パッドとガラスセラミックスとの接合面の外周端を起点とした磁器破壊が生じた。
【００５５】
以上より、本発明の構成の配線基板を用いることで、実用上問題ない接合強度を得ることができ、リードピンに斜め方向に外力が加わった際にも高い接合信頼性を有する配線基板を得ることができた。
【００５６】
なお、本発明は以上の実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を施すことは何ら差し支えない。例えば、上記の実施の形態の例では、本発明の配線基板を半導体素子収納用パッケージに適用した例を示したが、混成集積回路基板等の他の用途に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明のリードピン付き配線基板の実施の形態の例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１・・・リードピン
１ａ・・・ヘッド部
２・・・接続パッド
３・・・リードピン付き配線基板
４・・・半導体素子
５・・・絶縁基体
６・・・配線導体
６a・・・応力緩和層
７・・・搭載部
８・・・電極パッド
【図１】
2006066653.tif 000004