(57)【要約】【課題】熱負荷時や温度サイクルによってクラックを生じたり、メタライズ層や半田層が剥離したりしにくい信頼性の高いセラミック配線基板、および半導体装置を提供する。【解決手段】セラミック配線基板は、セラミック製の基板の厚み方向を貫通させて形成した上下導通孔に、Ｃｕ、Ａｇ、およびＡｕからなる群より選ばれた少なくとも１種の低抵抗金属と、Ｗ、およびＭｏからなる群より選ばれた少なくとも１種の高融点金属とを含む複合材料からなる上下導通孔を充填してなり、残留応力を１００ＭＰａ以下とした。半導体装置は、当該セラミック配線基板に半導体素子を搭載した。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状に形成され、その厚み方向を貫通させて上下導通孔が形成されたセラミック製の基板、および前記上下導通孔に充填された、Ｃｕ、Ａｇ、およびＡｕからなる群より選ばれた少なくとも１種の低抵抗金属と、Ｗ、およびＭｏからなる群より選ばれた少なくとも１種の高融点金属とを含む複合材料からなる上下導通体を備え、残留応力が１００ＭＰａ以下であるセラミック配線基板に半導体素子を搭載した半導体装置。
【請求項２】
前記残留応力は８０ＭＰａ以下である請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記上下導通体は、前記高融点金属の粒子の焼結体からなる多孔質構造体中に前記低抵抗金属を溶浸させた複合構造を有し、前記上下導通体の断面の所定の視野内に露出した全ての高融点金属の粒子中の、最大長径１．０μｍ以下の粒子の個数割合をＮＡ（％）、最大長径５．０μｍ以上の粒子の個数割合をＮＣ（％）としたとき、前記ＮＡ、ＮＣの和ＮＡ＋ＮＣは５０以上、９０以下で、比ＮＡ／ＮＣは２／３以上、２以下である請求項１又は請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記和ＮＡ＋ＮＣは６０以上、８０以下である請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記比ＮＡ／ＮＣは１以上、１．５以下である請求項３又は請求項４に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記上下導通体の断面の所定の視野内に露出した前記多孔質構造体の面積Ｓ１、および前記低抵抗金属の面積Ｓ２から、式(１)：
面積比率（％）＝Ｓ２／（Ｓ１＋Ｓ２）×１００      (１)
によって求められる前記低抵抗金属の面積比率は３％以上、８８％以下である請求項３〜請求項５のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記所定の視野内に露出した、前記低抵抗金属が充填されていないボイドの面積Ｓ３と、前記面積Ｓ１、Ｓ２とから、式(２)：
空隙率（％）＝Ｓ３／（Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３）×１００      (２)
によって求められる空隙率は１０％以下である請求項６に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記基板はＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｎ４、およびＳｉＣからなる群より選ばれた少なくとも１種のセラミックからなる請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記上下導通孔の内径はφ０．１ｍｍ以上、φ０．３ｍｍ以下である請求項１〜請求項８のいずれか１項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、セラミックによって板状に形成された基板と、当該基板の厚み方向に貫通する上下導通体とを備えたセラミック配線基板、ならびに当該セラミック配線基板を用いた半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えばＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣ等のセラミックによって板状に形成された基板の所定の位置に、その厚み方向に貫通する上下導通孔を形成して上下導通体（ビア）を充填したセラミック配線基板が半導体素子の搭載用等として用いられる。
【０００３】
ところが上下導通体の全体を導電材料としてのＣｕ、Ａｇ、Ａｕ等の低抵抗金属で形成すると、当該低抵抗金属とセラミックの熱膨張率が大きく異なるため、半導体素子との接合等に用いるメタライズ層や半田層に局部的な応力が加わって当該メタライズ層や半田層がクラックを生じやすくなり、クラックを生じると半導体素子搭載の信頼性が著しく低下するという問題がある。また、基板自体や搭載した半導体素子に大きな熱応力が加わるおそれもある。
【０００４】
そこで上下導通体をＣｕ等の低抵抗金属と、Ｗ、Ｍｏ等の高融点金属とを含む複合材料によって形成して、その熱膨張率をセラミックからなる基板に近づけることが検討されている。
【０００５】
例えば特許文献１では、セラミックのもとになる前駆体の板体（セラミックグリーンシート）に、あらかじめ焼結前に、基板の厚み方向に貫通する上下導通孔を形成しておき、そこへ高融点金属と低抵抗金属とを含むペーストを充填したのち全体を焼結させることで、セラミック製の基板と、当該基板の上下導通孔内に充填された、上記複合材料からなる上下導通体とを一体に形成している。
【０００６】
また特許文献２では、やはり焼結前のセラミックグリーンシートに上下導通孔を形成し、そこへ高融点金属の粒子を含むペーストを充填したのち全体を焼結させて、セラミック製の基板と、当該基板の上下導通孔内に充填された、多数の高融点金属の粒子の焼結体からなる多孔質構造体とを一体に形成した後、形成した多孔質構造体中に低抵抗金属を溶浸させて、高融点金属からなる多孔質構造体中に低抵抗金属が充填された複合構造を有する上下導通体を形成している。
【０００７】
特許文献３では、あらかじめセラミックグリーンシートを焼結させて形成した基板の所定の位置に上下導通孔を形成し、次いでこの上下導通孔内にＷ、Ｍｏ等の高融点金属の粒子を含むペーストを充填し、焼結させて多数の高融点金属の粒子の焼結体からなる多孔質構造体を形成したのち、形成した多孔質構造体中に低抵抗金属を溶浸させて、上記と同様の複合構造を有する上下導通体を形成している。この形成方法によれば、先の２方法に比べて上下導通体の位置精度を向上できる。
【０００８】
しかし、上記各特許文献に記載のように高融点金属と低抵抗金属との複合材料からなる上下導通体を備えた従来のセラミック配線基板は、いずれもその表面に半導体素子搭載のためのメタライズ層や半田層を形成する際や、形成したメタライズ層、半田層上に半導体素子を搭載する際、あるいは搭載した半導体素子を動作させる際等の熱負荷や温度サイクルによって特に基板の表面付近にクラックを生じたり、メタライズ層や半田層が剥離したりしやすく信頼性が低いという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−２２３３８号公報
【特許文献２】特開平５−２６７８４９号公報
【特許文献３】特公平７−１０１７２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、熱負荷や温度サイクルによってクラックを生じたり、メタライズ層や半田層が剥離したりしにくく信頼性の高いセラミック配線基板を提供することにある。
【００１１】
また本発明は、かかるセラミック配線基板に半導体素子を搭載してなり、高い信頼性を有する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】
【００１２】
本発明は、板状に形成され、その厚み方向を貫通させて上下導通孔が形成されたセラミック製の基板、および前記上下導通孔に充填された、Ｃｕ、Ａｇ、およびＡｕからなる群より選ばれた少なくとも１種の低抵抗金属と、Ｗ、およびＭｏからなる群より選ばれた少なくとも１種の高融点金属とを含む複合材料からなる上下導通体を備え、残留応力が１００ＭＰａ以下であるセラミック配線基板である。
【００１３】
また本発明は、上記本発明のセラミック配線基板に半導体素子を搭載した半導体装置である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、熱負荷や温度サイクルによってクラックを生じたり、メタライズ層や半田層が剥離したりしにくく信頼性の高いセラミック配線基板を提供できる。
【００１５】
また本発明によれば、かかるセラミック配線基板に半導体素子を搭載してなり、高い信頼性を有する半導体装置を提供できる。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
《セラミック配線基板》
本発明は、板状に形成され、その厚み方向を貫通させて上下導通孔が形成されたセラミック製の基板、および前記基板の上下導通孔に充填された、Ｃｕ、Ａｇ、およびＡｕからなる群より選ばれた少なくとも１種の低抵抗金属と、Ｗ、およびＭｏからなる群より選ばれた少なくとも１種の高融点金属とを含む複合材料からなる上下導通体を備え、残留応力が１００ＭＰａ以下であるセラミック配線基板である。
【００１７】
本発明によれば、上記のようにセラミック配線基板の残留応力を１００ＭＰａ以下の範囲に調整することで、熱負荷や温度サイクルが加えられた際に基板の表面付近にクラックを生じたり、メタライズ層や半田層が剥離したりするのを抑制して当該セラミック配線基板の信頼性を向上できる。これは下記の理由による。
【００１８】
すなわち上下導通体を高融点金属と低抵抗金属の複合材料によって形成しても、基板との熱膨張率の差は小さくなるだけで完全になくなる訳ではなく、かかる小さな熱膨張率の差がセラミック配線基板の残留応力の原因となる。
【００１９】
特に特許文献２、３に記載の上下導通体の形成方法では、多孔質構造体中に低抵抗金属を溶浸させる際に１０００℃以上の高温に加熱しなければならないため、上記熱膨張率の差に基づいて基板および上下導通体の両方に比較的大きな応力が発生して、セラミック配線基板に残留応力として残留する。
【００２０】
発明者の検討によると、残留応力が１００ＭＰａを超えて残留した場合、セラミック配線基板に先に説明した熱負荷や温度サイクルが加えられることによって基板の表面付近などにクラックを生じたり、メタライズ層や半田層が剥離したりしやすくなる。
【００２１】
そしてこれらの問題を生じた場合には、当然ながら半導体素子を正常に動作させることはできなくなってしまう。
【００２２】
これに対し、セラミック配線基板の残留応力を１００ＭＰａ以下の範囲に調整すると、上記熱負荷や温度サイクルが加えられても基板の表面付近にクラックを生じたり、メタライズ層や半田層が剥離したりしにくくすることが可能となる。
【００２３】
なお、熱負荷や温度サイクルが加えられた際に基板の表面付近にクラックを生じたり、メタライズ層や半田層が剥離したりするのを抑制する効果をより一層向上して、セラミック配線基板の信頼性をさらに向上することを考慮すると、残留応力は、上記の範囲でも８０ＭＰａ以下であるのが好ましい。
【００２４】
また残留応力の下限は言うまでもなく０ＭＰａである。残留応力が全く残留していないのが理想的である。
【００２５】
かかるセラミック配線基板の残留応力を、本発明では、上下導通体から基板の面方向に０．３ｍｍ離れた部位をφ０．３ｍｍのコリメータを使用してＸ線回折した結果と、基板を形成するセラミックのヤング率およびポアソン比とから応力を算出するＸ線応力測定法によって求めた値でもって表すこととする。
【００２６】
本発明のセラミック配線基板は、例えば
セラミックグリーンシート等の前駆体を焼結させて形成した基板の所定の位置に、焼結後に、その厚み方向に貫通させて上下導通孔を形成する工程、
形成した上下導通孔内に高融点金属の粒子を含むペーストを充填し、焼成により多数の高融点金属の粒子を焼結させて多孔質構造体を形成する工程、および
形成した多孔質構造体中に、低抵抗金属を溶浸させて上下導通体を形成する工程、
を経て製造するのが好ましい。
【００２７】
〈基板〉
基板を形成するセラミックとしては、半導体素子の高出力化に対応可能な高い放熱性を有する種々のセラミックが使用可能である。特に放熱性を高めるために、基板を形成するセラミックの熱伝導率は８０Ｗ／ｍＫ以上であるのが好ましい。なお熱伝導率の上限は特に限定されないが、４００Ｗ／ｍＫ以下であるのが好ましい。
【００２８】
また搭載する半導体素子との熱膨張率の差をできるだけ小さくするため、基板を形成するセラミックの熱膨張係数は２．５×１０−６／℃以上であるのが好ましく、７．０×１０−６／℃以下であるのが好ましい。
【００２９】
かかるセラミックとしては、例えばＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣ等が挙げられる。これらのセラミックからなる基板は従来同様に形成できる。
【００３０】
すなわち、先に説明したように前駆体としてのセラミックグリーンシートを焼結させたのち、さらに必要に応じてその表面を研磨する等して基板が形成される。焼結の条件や温度、研磨方法等は従来同様とすることができる。例えば研磨方法としては機械研磨（固定砥粒、遊離砥粒）やケミカルメカニカルポリシング等が挙げられる。
【００３１】
〈上下導通孔〉
上下導通孔の孔径はφ０．１ｍｍ以上であるのが好ましく、φ０．３ｍｍ以下であるのが好ましい。
【００３２】
孔径がこの範囲未満では、多孔質構造体のもとになる高融点金属の粒子を含むペーストを上下導通孔内に充填するのが困難になるおそれがある。一方、孔径が上記の範囲を超える場合には上記ペーストを充填し、焼結させて形成した多孔質構造体や、当該多孔質構造体中に低抵抗金属を溶浸させて形成した上下導通体がその後の工程において基板から脱落しやすくなるおそれがある。
【００３３】
ただしペーストの粘度等を工夫する必要はあるが、例えば基板内の配線取り回し等の関係次第では孔径をφ０．１ｍｍより小さくしてもよいし、例えば電気的な特性や熱特性等を向上するためには孔径をφ０．３ｍｍより大きくしてもよい。
【００３４】
上下導通孔は、先に説明したようにあらかじめ焼結させて板状に形成した基板に、あとから形成するのが好ましい。これにより焼結前に孔あけ加工する方法に比べて位置精度を向上できる。例えば位置精度を、これに限定されないがおよそ±５０μｍ以下とすることができる。
【００３５】
あらかじめ焼結させた基板にあとから上下導通孔を形成するためには、例えばレーザを用いる方法、マイクロドリルを用いる方法、マイクロブラストを用いる方法等の種々の方法が採用可能である。
【００３６】
このうちレーザやマイクロドリルを用いる方法では、上下導通孔の形成位置を加工機にプログラムすることで、自動的に所定の形成位置に上下導通孔を形成できる。
【００３７】
一方、マイクロブラストを用いる方法では、例えばウレタン系樹脂等からなるブラスト用のフォトレジスト剤を用いて、フォトリソグラフ法によって所望のバターンを有するレジストパターンを形成し、その上からブラストを吹き付けてレジストで覆われていない部分に選択的に孔あけをした後、レジストを剥離し、除去することで所定の形成位置に上下導通孔を形成できる。
【００３８】
〈上下導通体〉
上下導通体は、先に説明したようにまず上下導通孔中でＷ、およびＭｏからなる群より選ばれた少なくとも１種の高融点金属の粒子を多数焼結させて多孔質構造体を形成し、次いでこの多孔質構造体中に、Ｃｕ、Ａｇ、およびＡｕからなる群より選ばれた少なくとも１種の低抵抗金属を溶浸させて複合構造に形成するのが好ましい。また多孔質構造体は、さらにＣを含んでいてもよい。
【００３９】
かかる複合構造を有する上下導通体を備えたセラミック配線基板の残留応力を前述した１００ＭＰａ以下の範囲に調整するには、高融点金属の粒子の粒径の分布を調整して、より強固な多孔質構造体を形成すればよい。
【００４０】
具体的には、多孔質構造体に低抵抗金属を溶浸させて形成した上下導通体の断面における、最大長径１．０μｍ以下の粒子（「Ａ粒子」とする）の個数割合ＮＡ（％）と、最大長径５．０μｍ以上の粒子（「Ｃ粒子」とする）の個数割合ＮＣ（％）との和ＮＡ＋ＮＣが５０以上、９０以下、比ＮＡ／ＮＣが２／３以上、２以下となるように、多孔質構造体の構造を調整するのが好ましい。
【００４１】
なお和ＮＡ＋ＮＣ、比ＮＡ／ＮＣを、本発明では下記の方法によって求めることとする。
【００４２】
すなわち形成した上下導通体を研磨して断面を露出させ、次いでＡｒプラズマでドライエッチングするクロスセクションポリッシュ（ＣＰ）加工をした後の断面の任意の１０箇所を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて倍率１０００倍、９０μｍ×１３０μｍの視野で観察した際に、当該視野内に露出した全ての高融点金属の粒子を上記Ａ粒子、Ｃ粒子と、両者の中間の最大長径が１．０μｍを超えかつ５．０μｍ未満の粒子（「Ｂ粒子」とする）に分類してそれぞれの個数を計数する。
【００４３】
この際、もともとは複数の粒子であったものが焼結工程によって粒成長して粒界が消失してしまったものは、１つの粒子として長径を計測してＡ粒子〜Ｃ粒子のいずれであるかを分類して計数する。
【００４４】
次いでＡ粒子〜Ｃ粒子の総数中に占めるＡ粒子の個数割合ＮＡ（％）とＣ粒子の個数割合ＮＣ（％）を算出し、その結果から和ＮＡ＋ＮＣ、比ＮＡ／ＮＣを求める。
【００４５】
かかる和ＮＡ＋ＮＣ、比ＮＡ／ＮＣをそれぞれ上記の範囲とすることにより、多孔質構造体を形成する高融点金属の粒子間でのネックグロースを十分に生じさせて強固な多孔質構造体を形成でき、セラミック配線基板の残留応力を１００ＭＰａ以下の範囲に調整できる。
【００４６】
すなわちＣ粒子は、隣接するＣ粒子同士の接触によって粒子間に低抵抗金属溶浸のための大きな空間を確保するために機能する。
【００４７】
またＣ粒子より粒径の小さいＢ粒子は、Ｃ粒子によって形成された上記空間内に入り込んで当該空間の大きさを調整するために機能する。すなわち多孔質構造体と、当該多孔質構造体中に溶浸させる低抵抗金属の比率を調整するために機能する。
【００４８】
そして最も粒径の小さいＡ粒子は、Ｃ粒子同士の接触箇所の近傍の隙間に入り込んでＣ粒子間のネックグロースを促進させるために機能する。つまりＣ粒子間のネックグロース箇所を増加させ、焼結性を向上して強固な多孔質構造体を形成するために機能する。
【００４９】
和ＮＡ＋ＮＣと比ＮＡ／ＮＣがともに上記の範囲を満足するということは、上記Ａ粒子〜Ｃ粒子の３種の粒子の配合比を所定の範囲に規定することを意味する。
【００５０】
和ＮＡ＋ＮＣが５０未満では中間の粒径のＢ粒子が過剰に存在することになり、Ｃ粒子によって形成された空間内に多くのＢ粒子が入り込んで当該空間を必要以上に狭めてしまうおそれがある。
【００５１】
またそのため、上記空間内に十分な量の低抵抗金属を溶浸させることができずに空隙（ボイド）を生じたり、熱伝導率の高い低抵抗金属の比率が少なくなって上下導通体の熱伝導率が低下したりするといった問題を生じるおそれがある。
【００５２】
一方、和ＮＡ＋ＮＣが９０を超える場合にはＢ粒子が不足することになり、Ｃ粒子によって形成された空間内を当該Ｂ粒子によって適切に埋めることができないおそれがある。
【００５３】
またそのため、上記空間内に過剰の低抵抗金属が溶浸され、上下導通体と基板との熱膨張率の差が大きくなってセラミック配線基板の残留応力を１００ＭＰａ以下の範囲に調整できないおそれがある。
【００５４】
また比ＮＡ／ＮＣが２／３未満ではＡ粒子が不足するため、当該Ａ粒子による、焼結性を向上し、Ｃ粒子間のネックグロース箇所を増加させて強固な多孔質構造体を形成する効果が不十分になるおそれがある。
【００５５】
またそのため、低抵抗金属の溶浸時に多孔質構造体の一部または全体が破壊されて、当該多孔質構造体の持つ高い強度に基づいて低抵抗金属の、ひいては上下導通体の膨張、収縮を抑制する効果が十分に得られなくなり、セラミック配線基板の残留応力を１００ＭＰａ以下の範囲に調整できないおそれがある。
【００５６】
また比ＮＡ／ＮＣが上記２／３未満の範囲でも大幅に小さい場合にはＣ粒子間のネックグロース箇所が大幅に少なくなって、低抵抗金属の溶浸時に高融点金属の粒子の一部が上下導通孔中から押し出されてしまうおそれがある。
【００５７】
またそのため、低抵抗金属の比率が過剰に多くなり、上下導通体と基板との熱膨張率の差が大きくなるため、一体に形成された十分な強度を有する多孔質構造体を形成できないこととあいまって、セラミック配線基板の残留応力を１００ＭＰａ以下の範囲に調整できないおそれがある。
【００５８】
一方、比ＮＡ／ＮＣが２を超える場合にはＣ粒子が不足し、かつＡ粒子が多すぎるため、Ｃ粒子によって形成される空間が減少するとともに、Ａ粒子同士による、空間を形成しにくいネックグロースが増加して焼結による多孔質構造体の収縮が大きくなるおそれがある。
【００５９】
またそのため、基板の上下導通孔の内面と多孔質構造体との間に大きな隙間（ボイド）を生じたり、当該多孔質構造体や上下導通体が基板から脱落したりしやすくなるおそれがある。
【００６０】
これに対し和ＮＡ＋ＮＣと比ＮＡ／ＮＣをともに先に説明した範囲に規定することで、セラミック製の基板に近い熱膨張率を有する高融点金属によって、より強固で変形しにくい多孔質構造体を形成できる。
【００６１】
またそのため、熱膨張率の大きい低抵抗金属を溶浸後に、当該低抵抗金属の熱膨張を多孔質構造体によって抑制して、上下導通体の熱膨張率を基板の熱膨張率にできるだけ近い範囲に維持することができ、セラミック配線基板の残留応力を１００ＭＰａ以下の範囲に調整することが可能となる。
【００６２】
しかも多孔質構造体の収縮を抑制して空隙や脱落が生じるのを防止したり、上下導通体の熱伝導率を良好な範囲に維持したりすることも可能となる。
【００６３】
なお、かかる効果をより一層向上することを考慮すると、和ＮＡ＋ＮＣは上記の範囲でも６０以上であるのが好ましく、８０以下であるのが好ましい。また比ＮＡ／ＮＣは上記の範囲でも１以上であるのが好ましく、１．５以下であるのが好ましい。
【００６４】
（多孔質構造体の形成）
多孔質構造体を形成するには、上下導通孔を形成後の基板を必要に応じて洗浄して乾燥させたのち、当該上下導通孔内に、高融点金属の粒子、樹脂結合剤、および溶剤等を含むペーストを充填する。充填方法としては、スクリーン印刷やディスペンサ、刷毛塗り、スピンローラー塗り等の周知の塗布方法が採用できる。
【００６５】
高融点金属の粒子としては、断面に露出したＡ粒子の個数割合ＮＡとＣ粒子の個数割合ＮＣとの和ＮＡ＋ＮＣおよび比ＮＡ／ＮＣがそれぞれ先に説明した範囲に調整された上下導通体を形成するために、例えば平均粒径の異なる複数種の粒子を併用するのが好ましい。
【００６６】
具体的には高融点金属の粒子として、先に説明したＡ粒子のもとになる平均粒径の小さい粒子と、Ｂ粒子のもとになる平均粒径が中程度の粒子と、Ｃ粒子のもとになる平均粒径の大きい粒子とを併用する。そして各粒子の平均粒径や配合割合を調整することで、上記和ＮＡ＋ＮＣおよび比ＮＡ／ＮＣを、それぞれ先に説明した範囲となるように調整すればよい。
【００６７】
なお高融点金属の粒子の平均粒径を、本発明では試料管に粒子を充填した状態で空気を透過させて、流速と圧力降下の測定結果から比表面積を求めて平均粒径を算出する透過法のうち、フィッシャー法（ＦＳＳＳ）によって測定した値でもって表すこととする。
【００６８】
すなわちフィッシャー法では、所定の真密度の粉末試料を試料管に充填した状態で試料高さを測定して求めた空隙率と、そこへ定圧空気を通過させて測定したマノメータ水位とから、カルキュレータチャート上で読み取った数値を平均粒径とする。
【００６９】
樹脂結合剤としては、例えばアクリルバインダ、エチルセルロース、ニトロセルロース、ワックス等の１種または２種以上が挙げられる。
【００７０】
また溶剤としては、樹脂結合剤を良好に溶解または分散させるとともに、高融点金属の粒子を良好に分散させてペーストを形成しうる種々の溶剤が使用可能である。
【００７１】
かかる溶剤としては、例えばブチルカルビトール、テルピネオール等の少なくとも１種が挙げられる。
【００７２】
樹脂結合剤、および溶剤の配合割合は通常、高融点金属の粒子１００質量部あたり、樹脂結合剤が１質量部以上、３質量部以下、溶剤が３質量部以上、１５質量部以下であるのが好ましいが、上下導通孔へのペーストの充填性や、脱バインダ処理時の残炭量等を考慮して両成分の配合割合をこれらの範囲外とすることも可能である。
【００７３】
ペーストの組成は、焼結によって上下導通孔内で多孔質構造体が形成されるように調整するのが好ましい。また溶浸後の低抵抗金属と高融点金属の分布に偏りを生じないためにできる限り空間の分布の均一な多孔質構造体を形成するべく、上記組成を調整したり塗布方法を最適化したりするのが好ましい。
【００７４】
調製したペーストを上下導通孔に充填後は、焼結に先立って例えば窒素、水素、真空等の非酸化性雰囲気中で加熱してペースト中の樹脂分を除去する脱バインダ処理をするのが好ましい。脱バインダ処理の温度は３００℃以上、１０００℃以下であるのが好ましく、時間は０．５時間以上、４０時間以下であるのが好ましい。
【００７５】
次に窒素、水素、真空等の非酸化性雰囲気中で高融点金属を焼結させる。一般に焼結温度は６００℃以上、１３００℃以下であるのが好ましく、焼結時間は０．５時間以上、１０時間以下であるのが好ましい。
【００７６】
上記の脱バインダ処理と焼結によってペースト中の樹脂分が除去されるとともに、焼結時の粒成長によって高融点金属の粒子同士が隣接するもの同士繋がっている状態、すなわち粒子同士がネックグロースした状態となり、なおかつその内部に上記樹脂分が除去されて低抵抗金属が溶浸される連通する空間が形成されて、三次元網目状構造の多孔質構造体が形成される。
【００７７】
なお上下導通孔の内面には、多孔質構造体の形成に先立って、例えばＴｉ、Ｗ、Ｍｏ等からなる金属層を形成してもよい。かかる金属層を形成すると、ペーストの焼結時に、当該金属層と高融点金属の粒子との間でもネックグロースを生じて基板に対する多孔質構造体の接合強度を向上でき、当該多孔質構造体や上下導通体が基板から脱落したりするのをより一層確実に防止できる。
【００７８】
金属層は、例えばスパッタ法、真空蒸着法等の物理蒸着法によって形成できる。
【００７９】
ちなみに全体が上下導通体と同様の複合構造を有するバルクの複合材、すなわち高融点金属の粒子からなる多孔質構造体中に低抵抗金属を溶浸させて形成される複合材によって全体が形成される基板では、先述した和ＮＡ＋ＮＣや比ＮＡ／ＮＣを所定の範囲に規定しなくても種々の問題が生じるおそれはない。
【００８０】
これは高融点金属の粒子を１０ＧＰａ程度の高い圧力でプレスして多孔質構造体の前駆体としてのプレス体を形成した後に焼結させて当該多孔質構造体を形成しており、粒子同士の密着性が高く焼結時にネックグロースを生じやすいためである。
【００８１】
これに対し本発明における、微細な上下導通孔内で多孔質構造体を形成する工程では、先に説明したように高融点金属の粒子を含むペーストを、スクリーン印刷やディスペンサ、刷毛塗り、スピンローラー塗り等の塗布方法によって充填しているため、殆ど圧をかけることができないか、かけることができたとしても数１０ＭＰａ程度でしかなく、粒子同士を強く密着させることはできない。
【００８２】
その上、上下導通孔内の多孔質構造体は、高融点金属の粒子を焼結させて当該多孔質構造体を形成する際や、形成した多孔質構造体中に低抵抗金属を溶浸させる際の温度変化によって周囲の基板から引っ張り応力や圧縮応力を受けるため破壊されやすい。また製造されるセラミック配線基板の残留応力が大きくなりやすい。
【００８３】
そのため本発明では、バルクの複合材の作製とは異なってネックグロースを促進させるべく、先に説明したように高融点金属の粒子の粒径の分布などを調整する必要がある。つまり本発明の課題は、微細な上下導通孔内で多孔質構造体、ひいては上下導通体を形成する際に特有の課題である。
【００８４】
（低抵抗金属の溶浸）
例えば上下導通孔内に多孔質構造体を形成した基板の上下を溶浸する低抵抗金属からなる板で挟むか、あるいは基板の片面にのみかかる板を重ねた状態で窒素、水素、真空等の非酸化性雰囲気中で、低抵抗金属の溶融温度以上に加熱する。
【００８５】
そうすると溶融した低抵抗金属が多孔質構造体内の連通した空間を毛細管現象によって濡れ広がることで多孔質構造体中に溶浸されて上下導通体が形成される。
【００８６】
一般に溶浸温度は９００℃以上、１５００℃以下であるのが好ましく、溶浸時間は０．１時間以上、３時間以下であるのが好ましい。
【００８７】
（低抵抗金属の面積比率、および空隙率）
上下導通体の熱膨張率は、高融点金属からなる多孔質構造体中に溶浸された低抵抗金属の存在比率で決まる。
【００８８】
かかる存在比率を、本発明では形成した上下導通体を研磨して断面を露出させ、次いでＡｒプラズマでドライエッチングするクロスセクションポリッシュ（ＣＰ）加工をした後の断面の任意の１０箇所において、ＳＥＭを用いて倍率２５０倍、３５０μｍ×５００μｍの視野で観察した際に、当該視野内に露出した多孔質構造体の面積Ｓ１、および低抵抗金属の面積Ｓ２を計測し、両面積Ｓ１、Ｓ２から、式(１)：
面積比率（％）＝Ｓ２／（Ｓ１＋Ｓ２）×１００      (１)
によって求めた面積比率でもって表すこととする。
【００８９】
かかる面積比率は３％以上であるのが好ましく、８８％以下であるのが好ましい。
【００９０】
低抵抗金属の面積比率がこの範囲未満では、多孔質構造体中に形成された空間を低抵抗金属によって完全に埋めることができずボイドが残ってしまうおそれがある。
【００９１】
そのため、熱伝導率の高い低抵抗金属の比率が少なくなることと相まって上下導通体の熱伝導率が低下するおそれもある。
【００９２】
一方、低抵抗金属の面積比率が上記の範囲を超える場合には、相対的に高融点金属の比率が少なくなるため、当該高融点金属によって強固な多孔質構造体を維持することができず、多孔質構造体の持つ高い強度に基づいて低抵抗金属や上下導通体の膨張、収縮を抑制する効果が十分に得られない傾向がある。
【００９３】
また熱膨張率の大きい低抵抗金属の比率が過剰に多くなり、上下導通体と基板との熱膨張率の差が大きくなる傾向もある。
【００９４】
そのためこの２つの傾向により、セラミック配線基板の残留応力を１００ＭＰａ以下の範囲に調整できないおそれがある。
【００９５】
これに対し、低抵抗金属の面積比率を上記の範囲とすることにより、上下導通体の熱伝導率を良好な範囲に維持しながら、セラミック配線基板の残留応力を１００ＭＰａ以下の範囲でもできるだけ小さくできる。
【００９６】
なお上下導通体に、例えば１８０Ｗ／ｍＫ以上の高い熱伝導率を付与することを考慮すると、低抵抗金属の面積比率は、上記の範囲でも１０％以上、特に２０％以上であるのが好ましい。またセラミック配線基板の残留応力を１００ＭＰａ以下の範囲でもより一層小さくすることを考慮すると、低抵抗金属の面積比率は、上記の範囲でも８０％以下、特に７５％以下であるのが好ましい。
【００９７】
低抵抗金属の面積比率は、多孔質構造体のもとになる高融点金属の粒子の粒径の分布やペーストの粘度、樹脂結合剤の量等を調整することで調整できる。粒径の分布については先に説明したとおりである。
【００９８】
またペーストの粘度を下げたり樹脂結合剤の量を多くしたりして、ペースト中に含まれる高融点金属の比率を下げると、当該ペーストを用いて先に説明した工程を経て形成される上下導通体中に含まれる低抵抗金属の存在比率を増加させることができる。
【００９９】
また低抵抗金属の面積比率を測定したのと同じ視野内に露出した、当該低抵抗金属が充填されていないボイドの面積Ｓ３と、前記面積Ｓ１、Ｓ２とから、式(２)：
空隙率（％）＝Ｓ３／（Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３）×１００      (２)
によって求められる空隙率は１０％以下であるのが好ましい。
【０１００】
空隙率がこの範囲を超える場合には、溶浸させた低抵抗金属が多孔質構造体中に十分に回り込んでおらず、上下導通体内に多くのボイドが生じていることになる。そして、例えば上下導通体を含む基板の表面上にメタライズ層を形成した際に、ボイドからのガス発生によってメタライズ層の密着強度が弱くなって剥がれてしまったり、剥がれないまでも、メタライズ層やその上の半田層等にクラックを生じたりするおそれがある。
【０１０１】
なお空隙率は、上記の範囲でも５％以下であるのが好ましい。空隙率がこの範囲を超える場合には、メタライズ層の厚みが例えば０．５μｍより小さい場合に、上述したボイドの影響を強く受けて上下導通体の直上のメタライズ層やその上の半田層等にクラックを生じるおそれがある。
【０１０２】
なおボイドは上下導通体内に空隙として生じる場合もあるし、上下導通体と基板との界面で隙間として生じる場合もある。ここでは空隙だけでなく界面に生じる隙間の面積比率も空隙率に含めることとする。
【０１０３】
空隙率の下限はいうまでもなく０％である。全くボイドのないのが理想的である。
【０１０４】
（研磨）
低抵抗金属を溶浸後の基板の表面を必要に応じて研磨することにより、本発明のセラミック配線基板が製造される。
【０１０５】
研磨方法は前記と同様である。すなわち研磨方法としては、先述した機械研磨（固定砥粒、遊離砥粒）やケミカルメカニカルポリシング等が挙げられる。
【０１０６】
研磨後の表面粗さ（粗さ曲線の算術平均粗さ）Ｒａは０．０１μｍ以上、特に０．０２μｍ以上であるのが好ましく、１μｍ以下、特に０．５μｍ以下であるのが好ましい。
【０１０７】
研磨後の表面粗さＲａがこの範囲未満では、いわゆるアンカー効果によるメタライズ層の密着性向上効果が不十分になるおそれがある。一方、研磨後の表面粗さＲａが上記の範囲を超える場合には、均一な厚みのメタライズ層を形成するのが困難になるおそれがある。
【０１０８】
研磨後の基板の厚みは、実用的な強度と、半導体装置の容積減少との兼ね合いを考慮すると０．１ｍｍ以上、特に０１５ｍｍ以上であるのが好ましく、１ｍｍ以下、特に０．５ｍｍ以下であるのが好ましい。
【０１０９】
《半導体装置》
本発明は、上記本発明のセラミック配線基板に半導体素子を搭載した半導体装置である。
【０１１０】
詳しくは、例えば本発明のセラミック配線基板の上下両側の、上下導通体を含む両表面にそれぞれメタライズ層を形成するとともに、少なくとも一方の表面のメタライズ層上にさらに半田層を介して半導体素子を搭載することで半導体装置が構成される。
【０１１１】
（メタライズ層）
メタライズ層は、先に説明したように上下導通体を形成し、さらに必要に応じて前述した所定の表面粗さＲａとなるように研磨した基板の表面に形成される。
【０１１２】
メタライズ層は、以下に説明する導電層のみの単層構造としてもよいが、通常は、基板に対する密着性を確保するための密着層と外部接続用の導電層の少なくとも２層の積層構造に形成するのが好ましい。またこの両層間に拡散防止層を介在させてもよい。
【０１１３】
密着層は、例えばＴｉ、Ｃｒ、ＮｉＣｒ、Ｔａ、Ｎｂ、ＴｉＷ、およびこれらの化合物等によって厚みおよそ００５μｍ以上、１．０μｍ以下に形成される。形成方法は、例えばスパッタ法、真空蒸着法等の物理蒸着法や湿式めっき法等が挙げられる。
【０１１４】
また拡散防止層は、例えばＰｔ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｍｏ、ＮｉＣｒ等によって厚みおよそ０．１μｍ以上、１０μｍ以下に形成される。形成方法は、例えばスパッタ法、真空蒸着法等の物理蒸着法や湿式めっき法等が挙げられる。
【０１１５】
さらに導電層は、例えばＡｇ、Ａｌ、Ａｕ等によって、厚みおよそ０．１μｍ以上、１０μｍ以下に形成される。形成方法は、例えばスパッタ法、真空蒸着法等の物理蒸着法や湿式めっき法等が挙げられる。
【０１１６】
単層、積層のいずれの構造のメタライズ層も、フォトリソグラフ法によって微細パターン形成できる。
【０１１７】
またメタライズ層は、厚膜法（Ａｕ、Ｃｕ等）によって形成することもできる。また厚膜法で形成したパターン上にＮｉやＮｉ／Ａｕめっきによって成膜することもできる。
【０１１８】
またメタライズ層を、スクリーン印刷に適した粘度に調整したペーストを用いたスクリーン印刷法によって基板の表面にパターニングして形成してもよい。
【０１１９】
この方法によるメタライズ層の厚みは、スクリーン印刷に用いるペーストの粘度等を調整することで例えば５μｍ程度から１００μｍ以上まで任意に変更できる。中でも２０μｍ程度が一般的であるが、大電流を投入する場合は１００μｍ以上としても構わない。
【０１２０】
またこの方法で形成したメタライズ層を、必要に応じて研磨や化学エッチングをすることによってさらにパターン形成してもよい。またメタライズ層上にさらにＮｉやＮｉ／Ａｕめっきによって成膜してもよい。
【０１２１】
これらの方法で形成するメタライズ層上やその近傍には、必要に応じてＮｉＣｒやＴａＮ等の抵抗膜を形成してもよい。
【０１２２】
なおメタライズ層は、半導体装置の構造等によっては、以上で説明したパターン形成をせずにベタ面としてもよい。
【０１２３】
また、先に説明したように少なくとも一方の表面のメタライズ層上には半導体素子搭載のためにさらにＡｕＳｎ等の半田層をパターン形成するのが好ましい。
【０１２４】
通常、１枚の基板上には半導体装置となる領域が複数形成され、メタライズ層および半田層の形成まで完了した状態でダイシングやレーザ等の周知の方法で個々の領域ごとに切り分けたのち、所定の位置に半導体素子が搭載される。ただし半導体素子の搭載後に領域ごとに切り分けてもよい。
【０１２５】
半導体素子の搭載には、ＡｕＳｎ半田を用いたダイボンド法等の、従来公知の種々の方法がいずれも採用可能である。
【０１２６】
（半導体素子）
半導体素子は特に限定されるものではなく、例えばＳｉ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＮ、ＳｉＣ等からなる種々の半導体素子が搭載可能である。半導体素子のサイズも特に限定されない。
【実施例】
【０１２７】
〈実施例１〉
（上下導通孔の形成）
市販のＡｌＮ焼結体製の基板を切断し、研磨して縦１００ｍｍ×横１００ｍｍ×厚み０．５ｍｍに加工した。
【０１２８】
次いでこの基板に、ＹＡＧレーザを用いてφ０．３ｍｍの上下導通孔を縦３５個×横８０個の計２８００個形成した。隣接する上下導通孔の中心間距離は縦方向を２．５ｍｍ、横方向を１．０ｍｍとした。形成した上下導通孔の位置精度を工具顕微鏡を用いて測定したところ±２０μｍであった。
【０１２９】
（多孔質構造体用のペーストの調製）
高融点金属としてのＷ粒子１００質量部に、樹脂結合剤としてのアクリルバインダ２質量部、および溶剤としてのブチルカルビトール５質量部を配合し、分散させてペーストを調整した。
【０１３０】
なおＷ粒子としては、
平均粒径１．２μｍのＷ粒子〔(株)アライドマテリアル製のＢ１０〕２４質量部、
平均粒径３．１μｍのＷ粒子〔(株)アライドマテリアル製のＣ５０〕５１質量部、および
平均粒径６．０μｍのＷ粒子〔(株)アライドマテリアル製のＤ２０〕２５質量部
の３種（計１００質量部）を混合した混合粒子を用いた。
【０１３１】
（多孔質構造体の形成）
上下導通孔を形成した基板をイソプロパノール（ＩＰＡ）に浸漬して超音波洗浄し、エアブローしてＩＰＡを飛散させた後、オーブン炉で１００℃×１０分間の加熱をして乾燥させた。
【０１３２】
次いで上記基板の上下導通孔内に、先に調製したペーストをスクリーン印刷法によって充填したのち、窒素雰囲気中で６００℃×３時間の加熱によって脱バインダ処理をし、次いで水素雰囲気中で１０００℃×１時間の加熱によってＷの粒子を焼結させて多孔質構造体を形成した。
【０１３３】
（低抵抗金属の溶浸）
上記基板の上下を厚み０．３ｍｍのＣｕ板で挟んだ状態として、水素雰囲気中で１２００℃×０．５時間の加熱によって上下導通孔内の多孔質構造体中に低抵抗金属としてのＣｕを溶浸させて、ＣｕとＷの複合構造を有する上下導通体を形成した。
【０１３４】
次いで基板の両表面を、基板の厚みが０．４ｍｍ、両表面の表面粗さＲａが０．５μｍになるように研磨してセラミック配線基板を製造した。
【０１３５】
（残留応力の測定）
製造したセラミック配線基板の残留応力を、上下導通体から基板の面方向に０．３ｍｍ離れた部位をφ０．３ｍｍのコリメータを使用してＸ線回折した結果と、基板を形成するセラミックのヤング率（＝２８０ＧＰａ）およびポアソン比（＝０．２４）とから応力を算出するＸ線応力測定法によって求めたところ６８ＭＰａであった。
【０１３６】
（断面観察１）
製造したセラミック配線基板の上下導通体を研磨して断面を露出させ、次いでＡｒプラズマでドライエッチングするクロスセクションポリッシュ（ＣＰ）加工をした後の断面の任意の１０箇所を、ＳＥＭを用いて倍率１０００倍、９０μｍ×１３０μｍの視野で観察した。
【０１３７】
そして上記視野内に露出した全ての高融点金属の粒子を先に説明したＡ粒子〜Ｃ粒子に分類してそれぞれの個数を計数し、その結果からＡ粒子〜Ｃ粒子の総数中に占めるＡ粒子の個数割合ＮＡ（％）、Ｃ粒子の個数割合ＮＣ（％）、両者の和ＮＡ＋ＮＣ、および比ＮＡ／ＮＣを求めたところ下記の結果が得られた。
【０１３８】
ＮＡ：３７％
ＮＣ：３２％
ＮＡ＋ＮＣ：６９
ＮＡ／ＮＣ：１．１６
（断面観察２）
製造したセラミック配線基板の上下導通体を研磨して断面を露出させ、次いでＡｒプラズマでドライエッチングするクロスセクションポリッシュ（ＣＰ）加工をした後の断面の任意の１０箇所において、ＳＥＭを用いて倍率２５０倍、３５０μｍ×５００μｍの視野で観察した際に、当該視野内に露出した多孔質構造体の面積Ｓ１、低抵抗金属の面積Ｓ２、および低抵抗金属が充填されていないボイドの面積Ｓ３を計測し、先の式(１)によって低抵抗金属の面積比率を求めたところ４６％であった。また先の式(２)によって空隙率を求めたところ１％未満であった。
【０１３９】
（半導体装置の作製）
製造したセラミック配線基板の両表面に、次の方法で回路パターンを構成するメタライズ層を形成した。
【０１４０】
まずセラミック配線基板をＩＰＡに浸漬して超音波洗浄し、エアブローしてＩＰＡを飛散させた後、オーブン炉で１００℃×１０分間の加熱をして乾燥させた。
【０１４１】
次にセラミック配線基板の両表面に、スパッタ装置を用いて、密着層としてのＴｉ膜を００５μｍ、次いで拡散防止層としてのＰｔ膜を０．２μｍ、さらに導電層としてのＡｕ膜を０．２μｍこの順に膜形成して３層構造のメタライズ層を形成した。
【０１４２】
膜形成は、スパッタ装置内で到達真空度１×１０−４Ｐａの雰囲気下、ハロゲンヒータでセラミック配線基板を２００℃×５分間加熱し、さらにＡｒプラズマによるドライ洗浄をしたのち常法にしたがって実施した。
【０１４３】
次いで形成したメタライズ層の上に、縦１ｍｍ×横１ｍｍ×厚み０．３ｍｍのＳｉ素子を厚み２０μｍの半田箔を介して搭載して半導体装置を作製した。
【０１４４】
（信頼性試験１）
作製した半導体装置を−４０℃の低温環境下で３０分間保持し、次いで１２０℃の高温環境下で３０分間保持する操作を１サイクルとして１０００サイクル繰り返す温度サイクル試験をした後、温度８５℃、相対湿度８５％の高温高湿環境下で１０００時間保持した。
【０１４５】
そして保持後の半導体装置の、セラミック配線基板の上下導通体を研磨して断面を露出させ、次いでＡｒプラズマでドライエッチングするクロスセクションポリッシュ（ＣＰ）加工をした後の断面の任意の１０箇所において、ＳＥＭを用いて倍率１０００倍、９０μｍ×１３０μｍの視野で観察して、下記の基準で一般的な信頼性を評価したところランクＡであった。
【０１４６】
ランクＡ：全くクラックは見られなかった。
【０１４７】
ランクＢ：基板側にクラックが見られたものの、クラック長１０μｍ以下の、機械特性に影響のないクラックのみであった。
【０１４８】
ランクＣ：クラック長が１０μｍを超えかつ１００μｍ以下の、接合特性や電気・熱特性に影響を及ぼすおそれのあるクラックが見られた。
【０１４９】
ランクＤ：クラック長が１００μｍを超える大きなクラックが見られた。
【０１５０】
（信頼性試験２）
上記信頼性試験１よりも厳しい条件での下記の信頼性試験を実施した。
【０１５１】
すなわち作製した半導体装置を−６５℃の低温環境下で３０分間保持し、次いで１５０℃の高温環境下で３０分間保持する操作を１サイクルとして１０００サイクル繰り返す温度サイクル試験をした後、温度１３０℃、相対湿度８５％の高温高湿環境下で１０００時間保持した。
【０１５２】
そして保持後の半導体装置の、セラミック配線基板の上下導通体を研磨して断面を露出させ、次いでＡｒプラズマでドライエッチングするクロスセクションポリッシュ（ＣＰ）加工をした後の断面の任意の１０箇所において、ＳＥＭを用いて倍率１０００倍、９０μｍ×１３０μｍの視野で観察して、信頼性試験１と同じ基準で信頼性を評価したところランクＡであった。
【０１５３】
〈実施例２〜２９、比較例１〜１２〉
併用する３種のＷ粒子の平均粒径、および混合割合を変更したこと以外は実施例１と同様にしてペーストを調製し、セラミック配線基板を製造し、半導体装置を作製するとともに、前記の各試験を実施した。
【０１５４】
〈実施例３０〉
高融点金属の粒子として、Ｗ粒子に代えて、
平均粒径１．３μｍのＭｏ粒子〔(株)アライドマテリアル製のＴＭＯ−１０〕２５質量部、
平均粒径３．３μｍのＭｏ粒子〔(株)アライドマテリアル製のＴＭＯ−３０〕４９質量部、および
平均粒径５．４μｍのＭｏ粒子〔(株)アライドマテリアル製のＴＭＯ−５０〕２６質量部
の３種のＭｏ粒子（計１００質量部）を混合した混合粒子を用いたこと以外は実施例１と同様にしてペーストを調製し、セラミック配線基板を製造し、半導体装置を作製するとともに、前記の各試験を実施した。
【０１５５】
〈実施例３１〉
低抵抗金属として、Ｃｕに代えてＡｇを用いたこと以外は実施例１と同様にしてペーストを調製し、セラミック配線基板を製造し、半導体装置を作製するとともに、前記の各試験を実施した。
【０１５６】
〈実施例３２〉
低抵抗金属として、Ｃｕに代えてＡｇを用いたこと以外は実施例３０と同様にしてペーストを調製し、セラミック配線基板を製造し、半導体装置を作製するとともに、前記の各試験を実施した。
【０１５７】
〈従来例１〉
Ｗ粒子として、平均粒径３．１μｍのＷ粒子〔(株)アライドマテリアル製のＣ５０〕のみ１００質量部を単独で用いたこと以外は実施例１と同様にしてペーストを調製し、セラミック配線基板を製造し、半導体装置を作製するとともに、前記の各試験を実施した。
【０１５８】
結果を表１〜表３に示す。
【０１５９】
【表１】
2015195408.tif 000002
【０１６０】
【表２】
2015195408.tif 000003
【０１６１】
【表３】
2015195408.tif 000004
【０１６２】
表１〜表３の実施例１〜３２、比較例１〜１２、従来例１の結果より、製造したセラミック配線基板の残留応力を１００ＭＰａ以下とすることで、一般的な信頼性をＡランク、より厳しい条件での信頼性をＡ〜Ｂランクとして、半導体装置の信頼性を向上できることが判った。
【０１６３】
また実施例１〜３２の結果より、セラミック配線基板の残留応力を上記範囲でも８０ＭＰａ以下とすることにより、より厳しい条件での信頼性もＡランクとして、半導体装置の信頼性をさらに向上できることが判った。
【０１６４】
また実施例１〜３２、比較例１〜１２、従来例１の結果より、上下導通体を、高融点金属の粒子の焼結体からなる多孔質構造体中に低抵抗金属を溶浸させた複合構造とする場合、セラミック配線基板の残留応力を１００ＭＰａ以下の範囲とするためには、最大長径１．０μｍ以下のＡ粒子の個数割合ＮＡ（％）と、最大長径５．０μｍ以上のＣ粒子の個数割合ＮＣ（％）との和ＮＡ＋ＮＣを５０以上、９０以下で、かつ比ＮＡ／ＮＣを２／３以上、２以下とすれば良いことが判った。
【０１６５】
さらに上記の複合構造とした場合に、セラミック配線基板の残留応力を８０ＭＰａ以下とするためには、上記和ＮＡ＋ＮＣは上記の範囲でも６０以上であるのが好ましく、８０以下であるのが好ましいこと、比ＮＡ／ＮＣは上記の範囲でも１以上であるのが好ましく、１．５以下であるのが好ましいことが判った。
【０１６６】
また実施例１、３０〜３２の結果より、多孔質構造体のもとになる高融点金属としてＷに代えてＭｏを使用したり、低抵抗金属としてＣｕに代えてＡｇを使用したりしても、上記和ＮＡ＋ＮＣおよび比ＮＡ／ＮＣを上記の範囲に設定することで、同様の結果が得られることが判った。