(57)【要約】【課題】配線導体に高周波の電気信号を伝送させた場合、配線導体の外表面に形成されている凹凸で反射を起こして伝送特性が大きく劣化し、同時に配線導体にノイズが伝送され半導体素子に誤動作を招来する。【解決手段】半導体素子３が搭載される搭載部を有する比誘電率が７（室温、１ＭＨｚ）以下の絶縁基体１と、該絶縁基体１に形成され、一部に半導体素子の電極が接続されるボンディングパッド５ａを有し、比電気抵抗が２．５μΩ・ｃｍ以下、外表面の凹凸が５０μｍ以下、外表面の凹凸が５０μｍ以下の配線導体５とから成り、前記配線導体５のボンディングパッド５ａの周辺が磁性絶縁層で被覆されている。【選択図】　図１
2004079652.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子が搭載される搭載部を有する比誘電率が７（室温、１ＭＨｚ）以下の絶縁基体と、該絶縁基体に形成され、一部に半導体素子の電極が接続されるボンディングパッドを有し、比電気抵抗が２．５μΩ・ｃｍ以下、外表面の凹凸が５０μｍ以下の配線導体とから成り、前記配線導体のボンディングパッドの周辺が磁性絶縁層で被覆されていることを特徴とする配線基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光通信や無線通信等の機器に実装される配線基板に関し、より詳細には配線導体に極めて高い周波数の電気信号を高速で伝送させることができる配線基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光通信や無線通信等の機器には多数の半導体装置や電子装置が実装されている。かかる各装置、例えば、半導体装置は半導体素子と該半導体素子を収容する半導体素子収納用パッケージとにより構成されており、半導体素子収納用パッケージには絶縁基体に配線導体を形成した配線基板が用いられている。
【０００３】
こ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に使用されている配線基板は、一般に、酸化アルミニウム質焼結体等の電気絶縁材料から成り、その上面の略中央部に半導体素子を収容するための凹部を有する絶縁基体と、前記絶縁基体の凹部周辺から外周縁にかけて導出されたタングステン、モリブデン、マンガン等の高融点金属粉末から成る配線導体とから構成されており、絶縁基体の凹部底面に半導体素子をガラス、樹脂、ロウ材等の接着剤を介して接着固定するとともに半導体素子の各電極を凹部周辺に位置する配線導体にボンディングワイヤを介して電気的に接続し、しかる後、前記絶縁基体の上面に金属やセラミックス等から成る蓋体を絶縁基体の凹部を塞ぐようにガラス、樹脂、ロウ材等から成る封止材を介して接合させ、絶縁基体の凹部内に半導体素子を気密に収容することによって製品としての半導体装置となる。
【０００４】
なお、前記半導体素子収納用パッケージに使用されている配線基板においては、配線導体の一端、即ち、絶縁基体の凹部周辺に位置する領域にボンディングパッドが形成されており、該ボンディングパッドには半導体素子の電極がボンディングワイヤ等の電気的接続手段を介して接続され、また絶縁基体の下面に導出する領域には接続パッドが形成されており、該接続パッドには外部電気回路基板の配線層が電気的に接続されるようになっている。
【０００５】
また上述の半導体素子収納用パッケージに用いられる配線基板は一般に以下に述べるセラミックスの積層技術及びスクリーン印刷法等の厚膜形成技術を採用することによって製作されている。
即ち、
（１）まず、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化カルシウム、酸化マグネシウム等のセラミック原料粉末に有機溶剤、溶媒を添加混合して複数枚のセラミックグリーンシートを得るとともに該複数枚のセラミックグリーンシートの所定位置にスルーホールを形成する。
（２）次に前記各々のセラミックグリーンシートの表面に、タングステン、モリブデン、マンガン等の高融点金属粉末に有機溶剤、溶媒を添加混合して得た導電ペーストを従来周知のスクリーン印刷法等の厚膜形成技術を採用することによって所定パターンに印刷塗布し、配線導体パターンを形成するとともに各セラミックグリーンシートに設けたスルーホール内に導電ペーストを充填する。
（３）最後に前記各セラミックグリーンシートを上下の配線パターンがスルーホールに充填した導電ペーストで電気的に接続されるように積層するとともにこれを還元雰囲気中、１６００℃の温度で焼成し、これによって酸化アルミニウム質焼結体から成る絶縁基体の内部及び表面にタングステン、モリブデン、マンガン等から成る配線導体を被着させた配線基板となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年、光通信や無線通信等の機器は電気信号が高周波領域に達するとともに高速で伝送させることが要求されるようになってきており、従来の配線基板は、絶縁基体を形成する酸化アルミニウム質焼結体の比誘電率が９乃至１０（室温、１ＭＨｚ）と高いことから絶縁基体に設けた配線導体を伝わる電気信号の伝送速度が遅く、高周波の電気信号を高速で伝送させるという要求を満足させることができなかった。
【０００７】
また従来の配線基板においては、絶縁基体に形成されている配線導体はタングステンやモリブデン、マンガン等の高融点金属材料により形成されており、該タングステン等はその比電気抵抗が５．４μΩ・ｃｍ（２０℃）以上と高いことから配線導体に高周波の電気信号を伝送させた場合、電気信号に大きな減衰が生じ、電気信号を正確かつ確実に伝送させることができないと言う欠点も有していた。
【０００８】
更に従来の配線基板においては、配線導体が導電ペーストを絶縁基体となるセラミックグリーンシートにスクリーン印刷法等の厚膜形成技術を採用することによって形成されており、導電ペーストをセラミックグリーンシートに所定パターンに印刷した際、にじみが発生し、配線導体の外表面、特に側面において深さが１００μｍ以上の凹凸が多数形成されている。そのためこの配線導体に３０ＧＨｚ程度の高周波の電気信号を伝送させた場合、高周波の電気信号は配線導体の表面領域を伝送し、表面に形成されている凹凸で反射を起こして伝送特性が大きく劣化してしまい、その結果、３０ＧＨｚ以上の高周波の電気信号は伝送させることができないという欠点を有していた。
【０００９】
また更に、近年の光通信や無線通信等の機器は高性能化が急激に進展し、これに伴って、半導体素子も高速駆動が行われ、ノイズの影響を極めて受けやすいものになってきたこと、従来の配線基板は絶縁基体に設けたタングステンやモリブデン等からなる配線導体が高調波のノイズを伝送させやすいこと等から配線導体に外部電気回路基板の配線層から高調波のノイズが入り込んだ場合、このノイズがそのまま配線導体を伝送して半導体素子には入り込み、半導体素子を誤動作させてしまうという欠点を有していた。
【００１０】
更にまた従来の配線基板は、絶縁基体に設けた配線導体に屈曲部を有しており、電気信号が配線導体を伝送した際、屈曲部において反射すること等によりノイズが発生し、これが配線導体を介して半導体素子には入り込み、半導体素子を誤動作させてしまうという欠点も有していた。
【００１１】
本発明は上記諸欠点に鑑み案出されたもので、その目的は配線導体に高周波の電気信号を効率よく高速かつ正確に伝送させることが可能で、かつ搭載される半導体素子にノイズが入り込むのを有効に防止して半導体素子を長期にわたり正常に作動させることができる配線基板を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の配線基板は、半導体素子が搭載される搭載部を有する比誘電率が７（室温、１ＭＨｚ）以下の絶縁基体と、該絶縁基体に形成され、一部に半導体素子の電極が接続されるボンディングパッドを有し、比電気抵抗が２．５μΩ・ｃｍ以下、外表面の凹凸が５０μｍ以下の配線導体とから成り、前記配線導体のボンディングパッドの周辺が磁性絶縁層で被覆されていることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の配線基板によれば、絶縁基体を比誘電率が７（室温、１ＭＨｚ）以下の材料で形成したことから絶縁基体に形成される配線導体を伝わる高周波の電気信号の伝送速度を速いものとなすことができる。
【００１４】
また本発明の配線基板によれば、配線導体の比電気抵抗を２．５μΩ・ｃｍ（２０℃）以下としたことから配線導体に高周波の電気信号を伝送させた場合、電気信号に大きな減衰を生じることはなく、これによって電気信号を正確かつ確実に伝送させることが可能となる。
【００１５】
更に本発明の配線基板によれば、絶縁基体に設けた配線導体の外表面に形成される凹凸を５０μｍ以下としたことから配線導体に高周波の電気信号を伝送させた場合、高周波の電気信号が配線導体の外表面に形成されている凹凸で反射を起こし伝送特性が劣化するのが有効に防止され、３０ＧＨｚ以上の高周波の電気信号を伝送させることが可能となる。
【００１６】
また更に本発明の配線基板によれば、半導体素子の各電極がボンディングワイヤ等の電気的接続手段を介して接続される配線導体のボンディングパッド周辺を磁性絶縁層で被覆したことから、外部電気回路基板の配線層より配線導体に入り込んだノイズおよび配線導体を伝送する電気信号が配線導体の屈曲部において反射すること等により発生したノイズは半導体素子に入り込む直前に磁性絶縁層に含有されている磁性材料で熱エネルギーに変換されて吸収され、その結果、半導体素子にノイズが入り込むことはなく、半導体素子を常に正確に作動させることが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を添付図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
図１は本発明の配線基板を光通信や無線通信等の機器に実装される半導体装置に用いられる半導体素子収納用パッケージに適用した場合の一実施例を示し、１は絶縁基体、２は蓋体である。この絶縁基体１と蓋体２とで半導体素子を内部に収容するための容器が構成される。
【００１８】
前記絶縁基体１はその上面の略中央部に半導体素子３が載置収容される凹部１ａが設けてあり、該凹部１ａの底面には半導体素子３が接着材を介して接着固定される。
【００１９】
前記絶縁基体１は半導体素子３を収容支持する支持部材として作用し、ガラスセラミックス焼結体等の比誘電率が７（室温、１ＧＨｚ）以下の絶縁材料で形成されている。
【００２０】
前記絶縁基体１は、例えば、ガラスセラミックス焼結体等からなる場合、ガラスセラミックスの原料粉末に適当な有機溶剤、溶媒、可塑剤、分散剤を添加混合して泥漿物を作り、この泥漿物を従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法等のシート形成法を採用しシート状に形成してグリーンシート（ガラスセラミック生シート）を得、しかる後、それらグリーンシートに適当な打ち抜き加工を施すとともにこれを必要に応じて複数枚積層し、約１０００℃の温度で焼成することによって製作される。
【００２１】
また前記絶縁基体１は凹部１ａの周辺から絶縁基体１に設けた貫通孔４を介して下面に導出する複数個の配線導体５が形成されており、該配線導体５は内部に収容する半導体素子３の各電極を外部電気回路基板の配線層に電気的に接続する作用をなす。
【００２２】
前記配線導体５は凹部１ａ周辺の領域にボンディングパッド５ａが形成されており、該ボンディングパッド５ａに半導体素子３の各電極がボンディングワイヤ等の電気的接続手段６を介して電気的に接続され、また絶縁基体１の下面に導出する領域に接続パッド５ｂが形成されており、該接続パッド５ｂに外部電気回路基板の配線層と接続される外部リードピン７がロウ材を介して接合されている。
【００２３】
前記配線導体５は銅、銀、金等の比電気抵抗が２．５μΩ・ｃｍ（２０℃）以下の金属粉末に適当な有機バインダー、溶剤等を添加混合して得られた金属ペーストを従来周知のスクリーン印刷法等の厚膜手法を採用して絶縁基体１となるグリーンシートに予め印刷塗布しておき、これをグリーンシートと同時に焼成することによって絶縁基体１の凹部１ａ周辺から下面にかけて所定パターンに被着形成される。
【００２４】
更に前記配線導体５は銅や銀から成る場合、その露出する表面にニッケル、金等の良導電性で耐蝕性に優れる金属を１μｍ乃至２０μｍの厚みにメッキ法により被着させておくと、配線導体５の酸化腐蝕を有効に防止することができるとともに配線導体５とボンディングワイヤ等の電気的接続手段６との接続を極めて強固となすことができる。従って、配線導体５の酸化腐蝕を防止し、配線導体５とボンディングワイヤ等の電気的接続手段６との接続を強固となすには、配線導体５の露出する表面にニッケル、金等をメッキ法により１μｍ乃至２０μｍの厚みに被着させておくことが好ましい。
【００２５】
前記配線導体５はまた絶縁基体１の下面において配線導体５の接続パッド５ｂに接続されている外部リードピン７は鉄−ニッケル−コバルト合金や鉄−ニッケル合金、銅等の金属材料から成り、半導体素子３の各電極を外部電気回路基板の配線層に電気的に接続する作用をなす。
【００２６】
前記外部リードピン７は鉄−ニッケル−コバルト合金等のインゴット（塊）に圧延加工法や打ち抜き加工法等、従来周知の金属加工法を施すことによって所定形状に形成される。
【００２７】
前記外部リードピン７は、例えば、融点が５００℃以下の金属材料からなるロウ材、具体的には１０乃至５０質量％のインジウムまたは錫と、１０乃至７０質量％の銀と、１０乃至７５質量％のアンチモンと、１０質量％以下の銅とから成る合金、１５乃至２５質量％の錫と、７５乃至８５質量％の金とから成る合金、１０乃至１５質量％のゲルマニウムと、８５乃至９０質量％の金とから成る合金、鉛と錫、インジウム、アンチモン、ビスマスの少なくとも１種との合金等を使用することによって絶縁基体１の下面で配線導体５に形成した接続パッド５ｂに接合される。
【００２８】
前記融点が５００℃以下の金属材料からなるロウ材を使用して外部リードピン７を絶縁基体１の下面で配線導体５の接続パッド５ｂに接合させた場合、ロウ付けの際のロウ材を加熱溶融させる温度が低く、ロウ材の加熱溶融の熱によって絶縁基体１が大きく変形することはなく、これによって絶縁基体１に設けられている配線導体５に断線等を招来するのを有効に防止することができる。
【００２９】
また前記絶縁基体１に形成した配線導体５はそのボンディングパッド５ａの周囲が磁性絶縁層８で被覆されている。
【００３０】
前記磁性絶縁層８は、例えば、Ｌｉ２Ｏ３を５乃至３０質量％含有する屈服点が４０乃至８００℃のリチウム珪酸ガラスと磁性材料とで形成されており、半導体素子３にノイズが入り込むのを防止する作用をなし、外部電気回路基板の配線層より配線導体５に入り込んだノイズおよび配線導体５を伝送する電気信号が配線導体５の屈曲部において反射すること等により発生したノイズは半導体素子３に入り込む直前に磁性絶縁層８に含有されている磁性材料で熱エネルギーに変換されて吸収され、その結果、半導体素子３にノイズが入り込むことはなく、半導体素子３を常に正常に作動させることが可能となる。
【００３１】
かくして上述の半導体素子収納用パッケージによれば、絶縁基体１の凹部１ａ底面に半導体素子３を接着材を介して搭載固定するとともに半導体素子３の各電極をボンディングワイヤ等の電気的接続手段６を介して配線導体５に電気的に接続し、しかる後、絶縁基体１の上面に凹部１ａを覆うように蓋体２を封止材を介して接合させ、絶縁基体１と蓋体２とから成る容器の内部に半導体素子３を気密に収容することによって最終製品としての半導体装置となる。
【００３２】
かかる半導体装置は外部リードピン７を外部電気回路基板の配線層（不図示）に半田等を介して接続すれば、容器内部に収容する半導体素子３の各電極は外部電気回路基板の配線層に接続されることとなり、半導体素子３と外部電気回路基板の配線層との間で電気信号の出し入れが可能となる。
【００３３】
本発明の配線基板においては配線導体５が被着形成される絶縁基体１を比誘電率が７（室温、１ＭＨｚ）以下の材料で形成しておくこと、および配線導体５を比電気抵抗が２．５μΩ・ｃｍ（２０℃）以下の材料で形成しておくことが重要である。
【００３４】
前記絶縁基体１を比誘電率が７（室温、１ＭＨｚ）以下の材料で形成しておくと絶縁基体１に設けた配線導体５に高周波の電気信号を伝送させた際、絶縁基体１の比誘電率が小さいことから電気信号の伝送速度が極めて速いものとなり、その結果、高周波の電気信号を高速で伝送することが要求される光通信や無線通信等の機器に実装が可能となる。特に、従来の酸化アルミニウム質焼結体（比誘電率が１０：室温、１ＭＨｚ）にタングステンからなる配線導体を形成した配線基板に対して伝送速度を約２０％程度改善することが可能となる。
【００３５】
なお、前記絶縁基体１の比誘電率が７を超えると配線導体５を伝送する電気信号の伝送速度が遅いものとなり、高周波の電気信号を高速で伝送することが要求されている光通信や無線通信等の機器への実装ができなくなってしまう。従って、前記絶縁基体１はその比誘電率が７（室温、１ＭＨｚ）以下のものに特定される。
【００３６】
また前記配線導体５を比電気抵抗が２．５μΩ・ｃｍ（２０℃）以下の材料、具体的には銅、銀、金等で形成しておくと、配線導体５の比電気抵抗が小さいことから配線導体５に高周波の電気信号を伝送させた際、電気信号に大きな減衰を生じることはなく、これによって電気信号を正確かつ確実に伝送させることが可能となる。特に、従来の酸化アルミニウム質焼結体にタングステン（比電気抵抗が５．４μΩ・ｃｍ以上：２０℃）からなる配線導体を形成した配線基板に対し電気信号の導体損による減衰を１／３以下に大きく改善することができる。
【００３７】
前記配線導体５はその比電気抵抗が２．５μΩ・ｃｍ（２０℃）を超えると配線導体５に高周波の電気信号を伝送させた場合、電気信号に減衰が生じて電気信号を正確かつ確実に伝送させることができなくなってしまう。従って、前記配線導体５はその比電気抵抗が２．５μΩ・ｃｍ（２０℃）以下に特定される。
【００３８】
前記絶縁基体１を構成する比誘電率が７（室温、１ＭＨｚ）以下の材料としては、
〔材料１〕
Ｌｉ２Ｏ３を５乃至３０質量％含有する屈服点が４０乃至８００℃のリチウム珪酸ガラスを２０乃至８０体積％と、クオーツ、クリストバライト、トリジマイト、エンスタタイト、フォルステライトの少なくとも１種から成るフィラー成分を２０乃至８０体積％の割合で含む形成体を焼成して得られたクオーツ、クリストバライト、トリジマイト、エンスタタイト、フォルステライトの少なくとも１種の結晶相を含有する焼結体（比誘電率：５）。
〔材料２〕
５乃至６０質量％のＢａＯを含有する屈伏点が４００乃至８００℃のガラス２０乃至８０体積％と、クオーツ、クリストバライト、トリジマイト、エンスタタイトの少なくとも１種から成るフィラー２０乃至８０体積％とからなり、前記ガラス及び／またはフィラー中にＺｒ化合物がＺｒＯ２換算で０．１乃至３０質量％含有しているガラスセラミックス焼結体（比誘電率：６）。
〔材料３〕
４０乃至４６質量％の酸化珪素と、２５乃至３０質量％の酸化アルミニウムと、８乃至１３質量％の酸化マグネシウムと、６乃至９質量％の酸化亜鉛と、８乃至１１質量％の酸化硼素から成る結晶性ガラス（比誘電率：５）。
〔材料４〕
硼珪酸ガラスにアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）もしくはムライト（３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）を添加してなる原料粉末より製作されるガラスセラミックス焼結体（比誘電率５〜６）。
〔材料５〕
コージェライト系結晶化ガラスにアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）もしくはムライト（３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）を添加して成る原料粉末より製作されるガラスセラミックス焼結体（比誘電率５〜６）。
〔材料６〕
ムライト系結晶化ガラスにアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）もしくはムライト（３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）を添加して成る原料粉末より製作されるガラスセラミックス焼結体（比誘電率５〜６）。
が好適に使用される。
【００３９】
前記絶縁基体１を例えば〔材料１〕で、即ちＬｉ２Ｏ３を５乃至３０質量％含有する屈服点が４０乃至８００℃のリチウム珪酸ガラスを２０乃至８０体積％と、クオーツ、クリストバライト、トリジマイト、エンスタタイト、フォルステライトの少なくとも１種から成るフィラー成分を２０乃至８０体積％の割合で含む形成体を焼成して得られたクオーツ、クリストバライト、トリジマイト、エンスタタイト、フォルステライトの少なくとも１種の結晶相を含有する焼結体で形成すると、絶縁基体１の比誘電率が約５（室温、１ＭＨｚ）と低い値になり、その結果、絶縁基体１に設けた配線導体５に高周波の電気信号を伝送させた場合、その伝送速度は極めて速いものとなる。
【００４０】
また上述の焼結体はその焼成温度が８５０乃至１１００℃と低いことから絶縁基体１と同時焼成により形成される配線導体５を比電気抵抗が２．５μΩ・ｃｍ（２０℃）以下と低い銅や銀、金で形成することができ、その結果、配線導体５に高周波の電気信号を伝送させた場合、電気信号に大きな減衰が生じることはなく、電気信号を正確かつ確実に伝送させることも可能となる。
【００４１】
更に上述の〔材料２〕である５乃至６０質量％のＢａＯを含有する屈伏点が４００乃至８００℃のガラス２０乃至８０体積％と、クオーツ、クリストバライト、トリジマイト、エンスタタイトの少なくとも１種から成るフィラー２０乃至８０体積％とからなり、前記ガラス及び／またはフィラー中にＺｒ化合物がＺｒＯ２換算で０．１乃至３０質量％含有しているガラスセラミックス焼結体、〔材料３〕である４０乃至４６質量％の酸化珪素と、２５乃至３０質量％の酸化アルミニウムと、８乃至１３質量％の酸化マグネシウムと、６乃至９質量％の酸化亜鉛と、８乃至１１質量％の酸化硼素から成る結晶性ガラス、〔材料４〕である硼珪酸ガラスにアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）もしくはムライト（３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）を添加してなる原料粉末より製作されるガラスセラミックス焼結体、〔材料５〕であるコージェライト系結晶化ガラスにアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）もしくはムライト（３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）を添加して成る原料粉末より製作されるガラスセラミックス焼結体、及び〔材料６〕であるムライト系結晶化ガラスにアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）もしくはムライト（３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）を添加して成る原料粉末より製作されるガラスセラミックス焼結体はいずれも〔材料１〕と同様、比誘電率が７（室温、１ＭＨｚ）以下と低い値であることから、これらの材料を使用して絶縁基体１を形成した場合、絶縁基体１に設けた配線導体５に高周波の電気信号を伝送させた際、絶縁基体１の比誘電率が小さいことから電気信号の伝送速度が極めて速いものとなり、その結果、高周波の電気信号を高速で伝送することが要求される光通信や無線通信等の機器に実装が可能となる。
【００４２】
また〔材料２〕乃至〔材料６〕はいずれも焼成温度が１１００℃以下と低いことからこれらの材料を用いて絶縁基体１を形成する際、絶縁基体１と同時焼成により銅や銀、金等の比電気抵抗が２．５μΩ・ｃｍ（２０℃）以下の金属材料で配線導体５を形成することができ、その結果、配線導体２に高周波の電気信号を伝送させた場合、電気信号に大きな減衰が生じることはなく電気信号を正確かつ確実に伝送させることが可能となる。
【００４３】
更に本発明の配線基板においては配線導体５の外表面に形成されている凹凸を５０μｍ以下の大きさとしておくことが重要である。
【００４４】
前記配線導体５の外表面に形成されている凹凸を５０μｍ以下の大きさとすると、配線導体５に高周波の電気信号を伝送させた場合、高周波の電気信号が配線導体５の表面を流れ、配線導体５の外表面に形成されている凹凸で反射を起こすことはほとんどなく、これによって伝送特性が大きく改善され、６０ＧＨｚ程度の高周波の電気信号まで伝送させることが可能となる。
【００４５】
前記配線導体５はその外表面に形成されている凹凸の大きさが５０μｍを超えると、配線導体５に高周波の電気信号を伝送させた際、高周波の電気信号が配線導体５の外表面に形成されている凹凸で反射を起こして伝送特性が急激に劣化してしまう。従って、前記配線導体５はその外表面に形成されている凹凸の大きさは５０μｍ以下のものに特定される。
【００４６】
前記配線導体５の外表面に形成されている凹凸を５０μｍ以下の大きさとするには、例えば、配線導体５の外表面にブラスト処理や化学エッチング処理を施すことによって行われ、ブラスト処理で配線導体５の外表面の凹凸を５０μｍ以下とする場合には、配線導体５以外の領域を予めエポキシ樹脂等の有機樹脂でコーティングし、しかる後、配線導体５の表面に液体と研磨剤粒子を混合した混合物を空気圧で吹き付けて対象物の表面を平滑にすることによって行われる。
【００４７】
なお、前記液体としては水が使用され、前記研磨剤粒子としてはアルミナ、窒化珪素、ガラス等の無機物粒子が使用される。
【００４８】
前記配線導体５が銅の場合、水と平均粒径が５乃至５０μｍのアルミナ粒子を混合したものを０．０５ＭＰａ乃至０．３ＭＰａの圧力で、０．０５秒乃至０．３秒の時間吹き付けることによって好適に行われる。
【００４９】
前記研磨剤粒子はその平均粒径が５μｍ未満となると配線導体５の外表面を平滑にする効果がなくなり、また５０μｍを超えると配線導体５の外表面の凹凸を５０μｍ以下の小さな凹凸とすることができなくなることから、前記研磨剤粒子の平均粒径は５乃至５０μｍの範囲とすると良い。
【００５０】
更に、液体と研磨剤粒子を混合した混合物を吹き付ける空気圧は０．０５ＭＰａ未満となると配線導体５の外表面を平滑にする研磨効果がなくなり、また０．３ＭＰａを超えると配線導体５の外表面を研磨しすぎて平滑にする効果がなくなることから、前記空気圧は０．０５ＭＰａ乃至０．３ＭＰａの範囲とすると良い。
【００５１】
更に液体と研磨剤粒子とを混合した混合物を空気圧で吹き付ける吹きつけ時間は０．０５秒未満となると配線導体５の外表面を平滑にする研磨効果がなくなり、また０．３秒を超えると配線導体５の外表面を研磨しすぎて平滑にする効果がなくなることから、前記吹きつけ時間は０．０５秒乃至０．３秒の範囲とすると良い。
【００５２】
また更に、化学エッチング処理を施すことによって配線導体５の外表面の凹凸を５０μｍ以下とする場合には、配線導体５以外の領域を予めエポキシ樹脂等の有機樹脂でコーティングした後、配線導体５の外表面を化学エッチングすることによって行われる。
【００５３】
前記配線導体５が銅の場合、１．２ｍｏｌ／ｌ乃至１．８ｍｏｌ／ｌの濃度で、温度３０℃乃至５０℃の塩化第二鉄溶液を０．０５ＭＰａ乃至０．２ＭＰａの圧力で吹き付け、配線導体５の外表面を化学エッチングすることによって行われる。
【００５４】
前記塩化第二鉄はその濃度が１．２ｍｏｌ／ｌ未満となると配線導体５の外表面を平滑にする効果がなくなり、また１．８ｍｏｌ／ｌを超えるとエッチング速度が大きくなり配線導体５の外表面の凹凸を５０μｍ以下の小さな凹凸とすることができなくなることから、前記塩化第二鉄の濃度は１．２ｍｏｌ／ｌ乃至１．８ｍｏｌ／ｌの範囲とすると良い。
【００５５】
また、前記塩化第二鉄の温度は３０℃未満となると配線導体５の外表面を平滑にするエッチング効果がなくなり、また５０℃を超えるとエッチング速度が大きくなり配線導体５の外表面の凹凸を５０μｍ以下の小さな凹凸とすることができなくなることから、前記溶液の温度は３０乃至５０℃の範囲とすると良い。
【００５６】
更に前記塩化第二鉄の吹きつけ圧力は０．０５ＭＰａ未満となると配線導体５の外表面を平滑にするエッチング効果がなくなり、また０．２ＭＰａを超えると配線導体５の外表面のエッチングが激しくなりすぎて配線導体５の外表面の凹凸を５０μｍ以下の小さな凹凸とすることができなくなることから、前記圧力は０．０５ＭＰａ乃至０．２ＭＰａの範囲とすると良い。
【００５７】
また更に本発明の配線基板においては前記配線導体５のボンディングパッド５ａ周辺を磁性絶縁層８で被覆しておくことが重要である。
【００５８】
前記配線導体５のボンディングパッド５ａ周辺を磁性絶縁層８で被覆しておくと外部電気回路基板の配線層より配線導体５に入り込んだノイズおよび配線導体５を伝送する電気信号が配線導体５の屈曲部において反射すること等により発生したノイズは半導体素子３に入り込む直前に磁性絶縁層８に含有されている磁性材料で熱エネルギーに変換されて吸収され、その結果、半導体素子３にノイズが入り込むことはなく、半導体素子３を常に正常に作動させることが可能となる。
【００５９】
前記磁性絶縁層８としてはＬｉ２Ｏ３を５乃至３０質量％含有する屈服点が４０乃至８００℃のリチウム珪酸ガラスと磁性材料とで形成しておくことが好ましい。
【００６０】
前記磁性絶縁層８にＬｉ２Ｏ３を５乃至３０質量％含有する屈服点が４０乃至８００℃のリチウム珪酸ガラスを使用するのは配線導体５が形成されている絶縁基体１に磁性絶縁層８を強固に接合させるとともに、配線導体５が形成された絶縁基体１と同時焼成によって磁性絶縁層８を形成するためである。
【００６１】
また前記磁性絶縁層８には磁性材料が含有されており、該磁性材料は外部電気回路基板の配線層より配線導体５に入り込んだノイズおよび配線導体５を伝送する電気信号が配線導体５の屈曲部において反射すること等により発生したノイズを熱エネルギーに変換し吸収して半導体素子３にノイズが入り込むのを防止する作用をなす。
【００６２】
前記磁性絶縁層８に含有される磁性材料としてはＺｎＦｅ２Ｏ４、ＭｎＦｅ２Ｏ４、ＦｅＦｅ２Ｏ４、ＣｏＦｅ２Ｏ４、ＮｉＦｅ２Ｏ４、ＣｕＦｅ２Ｏ４の少なくとも１種が好適に使用され、その量が９０質量％を超えるとリチウム珪酸ガラスの量が少なくなって配線導体５が形成された絶縁基体１と同時焼成によって磁性絶縁層８を形成することが困難となり、また５０質量％未満となると半導体素子３にノイズが入り込むのを磁性絶縁層８で良好に防止するのが困難となる。従って、前記磁性絶縁層８に含有される磁性材料はその量を５０乃至９０質量％の範囲としておくことが好ましい。
【００６３】
また前記磁性絶縁層８に含有される磁性材料はその径が０．５μｍ未満となるとリチウム珪酸ガラスとの反応性が高くなって分解し、磁性材料としての機能を失ってしまう危険性があり、また１０μｍを超えると磁性絶縁層８の焼結性が低下してしまう。従って、前記磁性絶縁層８に含有される磁性材料はその粒径を０．５乃至１０μｍの範囲としておくことが好ましい。
【００６４】
更に前記磁性絶縁層８は、Ｌｉ２Ｏ３を５乃至３０質量％含有する屈服点が４０乃至８００℃のリチウム珪酸ガラスと磁性材料とに有機溶剤、溶媒、可塑剤とを添加混合して磁性材料ペーストを作製し、これを配線導体５となる金属ペーストが印刷塗布された絶縁基体１となる成形体の所定位置に予めスクリーン印刷法等の印刷技術を用いて所定パターンに印刷塗布しておき、焼成により配線導体５を有する絶縁基体１を形成する際に同時焼成によって絶縁基体１に設けた配線導体５のボンディングパッド５ａ周辺に、配線導体５を被覆するようにして形成される。この場合、Ｌｉ２Ｏ３を５乃至３０質量％含有する屈服点が４０乃至８００℃のリチウム珪酸ガラスはその焼成温度が８５０乃至１０５０℃と低いため焼成時に磁性材料が磁性を失うことはなく、これによって磁性絶縁層８は配線導体５を介して半導体素子３に入り込もうとするノイズを確実に、かつ良好に吸収することができる。
【００６５】
また更に前記磁性絶縁層８に外添加でアルミナ、クオーツ、トリジマイト、エンスタタイト、スピネル、コージェライト等の無機物フィラーを１０乃至４０質量部添加含有させておくと磁性絶縁層８の機械的強度が強くなり、外力印加によって破損することはなく、磁性絶縁層８を配線導体５のボンディングパッド５ａ周辺に強固に接合させて配線導体５を伝送するノイズを確実、かつ良好に吸収除去することができる。
〔実験例〕
次に本発明の作用効果の一つである伝送特性（反射）について以下の実験例に基づき説明する。
【００６６】
まず、前述の〔材料１〕から成るガラスセラミック焼結体（誘電率ε＝６．１）で形成された厚さ２ｍｍ、大きさ２５ｍｍ×５０ｍｍの絶縁基体に、銅から成る幅：０．３ｍｍ、厚さ：０．０１ｍｍ、長さ：１．５５ｍｍの配線導体を形成した配線基板を準備する。
【００６７】
次に、この配線基板の配線導体にブラスト処理を行って、配線導体の外表面の凹凸を４９μｍ（資料Ａ）、３１μｍ（資料Ｂ）、１２μｍ（資料Ｃ）に調整した配線基板試料を得る。
【００６８】
併せて比較資料として酸化アルミニウム質焼結体（誘電率ε＝１０）から成る絶縁基体にタングステンから成る幅：０．３ｍｍ、厚さ：０．０１ｍｍ、長さ：１．５５ｍｍ、外表面の凹凸の大きさが１０９μｍ（資料Ｄ）の配線導体を形成した配線基板を準備する。
【００６９】
なお配線基板資料及び比較資料における配線導体の外表面の凹凸の大きさは小坂研究所製サーフコーダＳＥ−２３００（表面粗さ測定器）を用いてＪＩＳ　Ｂ０６０１−１９９４に則り最大高さ（Ｒｙ）を測定して得た値である。
【００７０】
次に前記各試料の配線導体の両端にネットワークアナライザー（アジレントテクノロジー社製ＨＰ８５１０Ｃ）に接続されたプローブ（ＧＧＢ社製ピコプローブ）を接触させ、配線導体での高周波電気信号に対する反射損失Ｓ１１を測定し、この反射損失Ｓ１１から配線導体を伝送することが可能である最大周波数を求めた。
【００７１】
なお、伝送が可能な最大周波数の判定は反射損失Ｓ１１が−１５ｄＢ以下であることとした。
【００７２】
その結果を図２に示す。
【００７３】
図２から明らかなように従来の酸化アルミニウム質焼結体で形成された絶縁基体に、外表面の凹凸の大きさが１０９μｍであるタングステンから成る配線導体を形成した試料Ｄは３０ＧＨｚを超える高周波の電気信号は反射損失Ｓ１１が−１５ｄＢを超えて伝送が不可であることがわかる。
【００７４】
これに対し、本発明の配線基板、即ちガラスセラミックス焼結体等で形成された絶縁基体に、外表面の凹凸の大きさが４９μｍ、３１μｍ、１２μｍである銅から成る配線導体を形成した試料Ａ、Ｂ、Ｃはいずれも３０ＧＨ以上６０ＧＨｚまで反射損失Ｓ１１が−１５ｄＢ未満であり、３０ＧＨ以上６０ＧＨｚまでの高周波の電気信号を伝送することが可能であることが判る。
【００７５】
なお本発明は上述の実施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あれば種々の変更は可能であり、例えば、上述の実施例では本発明の配線基板を半導体素子を収容する半導体素子収納用パッケージに適用した場合の例で説明したが、これを混成集積回路装置等に使用される配線基板にも適用し得る。
【００７６】
【発明の効果】
本発明の配線基板によれば、絶縁基体を比誘電率が７（室温、１ＭＨｚ）以下の材料で形成したことから絶縁基体に形成される配線導体を伝わる高周波の電気信号の伝送速度を速いものとなすことができる。
【００７７】
また本発明の配線基板によれば、配線導体の比電気抵抗を２．５μΩ・ｃｍ（２０℃）以下としたことから配線導体に高周波の電気信号を伝送させた場合、電気信号に大きな減衰を生じることはなく、これによって電気信号を正確かつ確実に伝送させることが可能となる。
【００７８】
更に本発明の配線基板によれば、絶縁基体に設けた配線導体の外表面に形成される凹凸を５０μｍ以下としたことから配線導体に高周波の電気信号を伝送させた場合、高周波の電気信号が配線導体の外表面に形成されている凹凸で反射を起こし伝送特性が劣化するのが有効に防止され、３０ＧＨｚ以上の高周波の電気信号を伝送させたることが可能となる。
【００７９】
また更に本発明の配線基板によれば、半導体素子の各電極がボンディングワイヤ等の電気的接続手段を介して接続される配線導体のボンディングパッド周辺を磁性絶縁層で被覆したことから、外部電気回路基板の配線層より配線導体に入り込んだノイズおよび配線導体を伝送する電気信号が配線導体の屈曲部において反射すること等により発生したノイズは半導体素子に入り込む直前に磁性絶縁層に含有されている磁性材料で熱エネルギーに変換されて吸収され、その結果、半導体素子にノイズが入り込むことはなく、半導体素子を常に正確に作動させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】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場合の一実施例を示す断面図である。
【図２】本発明の実験例を示し、信号周波数と反射損失Ｓ１１の関係を示す線図である。
【符号の説明】
１・・・・・絶縁基体
１ａ・・・・凹部
３・・・・・半導体素子
５・・・・・配線導体
５ａ・・・・ボンディングパッド
６・・・・・電気的接続手段
８・・・・・磁性絶縁層
【図１】
2004079652.tif 000003
【図２】
2004079652.tif 000004