(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック絶縁層を積層してなる絶縁基板の少なくとも前記絶縁層間に金属箔からなる配線回路層を形成してなる多層配線基板において、前記金属箔からなる配線回路層と同一平面内の該配線回路層周辺に、前記セラミック絶縁層よりも焼結性に優れたセラミック層が配設されており、前記セラミック絶縁層および前記焼結性に優れたセラミック層がガラスとセラミックフィラーとの混合物からなっているとともに、前記焼結性に優れたセラミック層におけるセラミックフィラーの平均粒径が、前記セラミック絶縁層におけるセラミックフィラーの平均粒径よりも大きいことを特徴とする多層配線基板。
【請求項２】
前記焼結性に優れたセラミック層におけるセラミックフィラーの平均粒径が、前記セラミック絶縁層におけるセラミックフィラーの平均粒径よりも１０％以上大きいことを特徴とする請求項１記載の多層配線基板。
【請求項３】
前記焼結性に優れたセラミック層が、前記配線回路層の周囲に３０μｍ以上の幅で形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の多層配線基板。
【請求項４】
前記金属箔が、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄから選ばれる少なくとも１種からなることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか記載の多層配線基板。
【請求項５】
前記配線回路層の厚みが３０μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか記載の多層配線基板。
【請求項６】
ガラスとセラミックフィラーとを含むセラミック絶縁層用のグリーンシートの表面に、金属箔からなる配線回路層を被着形成するとともに、該配線回路層の周囲に、ガラスと前記セラミック絶縁層用のグリーンシートにおけるセラミックフィラーの平均粒径よりも大きい平均粒径を有するセラミックフィラーとを含有するとともに、前記セラミック絶縁層用のグリーンシートよりも焼結性に優れたセラミック層用のグリーンシートを形成した後、それらのグリーンシートを積層し、焼成することを特徴とする多層配線基板の製造方法。
【請求項７】
前記焼結性に優れたセラミック層用のグリーンシートにおけるセラミックフィラーの平均粒径を、前記セラミック絶縁層用のグリーンシートにおけるセラミックフィラーの平均粒径よりも１０％以上大きいものにすることを特徴とする請求項６記載の多層配線基板の製造方法。
【請求項８】
前記焼結性に優れたセラミック層用のグリーンシートを、前記配線回路層の周囲に３０μｍ以上の幅で形成したことを特徴とする請求項６又は請求項７記載の多層配線基板の製造方法。
【請求項９】
前記金属箔が、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄから選ばれる少なくとも１種からなることを特徴とする請求項６乃至請求項８のいずれか記載の多層配線基板の製造方法。
【請求項１０】
前記配線回路層の厚みが３０μｍ以下であることを特徴とする請求項１６乃至請求項９のいずれか記載の多層配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラスセラミックなどのセラミック絶縁基板の内部に金属箔からなる配線回路層を配設した多層配線基板とその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
セラミック配線基板は、一般に次のような方法で製造される。１）セラミック組成物に樹脂成分あるいは溶剤を混錬し、ドクターブレード法によりグリーンシートを成形する。２）得られたグリーンシートに穴あけ加工を行い、この穴に導体ペーストを充填してビアホール導体を形成する。３）このグリーンシートの表面に導体ペーストをスクリーン印刷を行うことにより、グリーンシート上に配線回路層を被着する。４）これを複数枚位置合わせして脱バインダーを行った後、焼成する。
【０００３】
また、最近では、配線抵抗の軽減あるいは配線の微細化、高精度化を行うため、配線回路層を導体ペーストに代えて金属箔によって形成する試みが行われている。例えば特開平１１−２２４９８４号、特開２０００−２００９６９号等では、樹脂フィルム上に接着した金属箔をエッチング処理して所定のパターンの配線回路層に加工した後、これをセラミックグリーンシートに加圧転写した後、それらを複数枚積層、焼成してセラミック配線基板を得る方法が報告されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、金属箔を配線回路層に使用する方法では、図５に示すように、絶縁基板３１内に金属箔からなる配線回路層３２を形成した場合、積層面における配線回路層３２の外周部に隙間３３が発生しやすいという問題があった。
【０００５】
通常、金属粉末等より構成される導体ペーストをグリーンシートにスクリーン印刷法等により被着形成して配線回路層を形成した場合、グリーンシートを積層して加熱圧着することによってグリーンシートと導体ペーストからなる配線回路層が変形して互いに隙間のない積層体が形成できるが、金属箔は、それ自体、剛性が非常に高いために、積層時の圧力で金属箔が変形することがほとんどなく、また、焼成時に収縮することがないために、金属箔周辺も焼成収縮しにくいために隙間やボイドが発生しやすい。
【０００６】
この問題に対して、金属箔からなる配線回路層を圧力の印加によってグリーンシート表面に埋設することも提案されているが、グリーンシート表面に埋設するために高い圧力を付与するか、またはグリーンシートを柔かくする必要があるためにグリーンシートの性質を損ねたり、寸法安定性に欠けるなどの問題があった。
【０００７】
また、上記隙間の発生は、金属箔からなる配線回路層の厚みを薄くするほど小さくなるが、隙間の発生を完全に防止するためには、非常に薄くする必要があり、その結果、配線回路層の電気抵抗が増大するという問題があった。
【０００８】
また、金属箔からなる配線回路層は、エッチングによって微細な配線パターンが形成できるために非常に配線回路層間が近接するが、この配線回路層間に挟まれた絶縁層は焼成収縮が非常にしにくいために焼結不良が発生しやすく、ボイドが生成されやすいという問題があった。
【０００９】
そのために、メッキ処理や高湿度雰囲気下でメッキ液や水分が、配線回路層周辺の上記隙間やボイドに侵入して配線回路層間の絶縁性が低下するという問題があった。
【００１０】
従って、本発明は、少なくとも内部に金属箔からなる配線回路層が配設された多層配線基板において、内部の配線回路層の周囲に隙間が発生したり、焼結不良によるボイドの発生によってメッキ処理や高湿雰囲気での水分の侵入によって配線回路層間の絶縁不良が発生することのない多層配線基板とその製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題に対して検討を重ねた結果、絶縁基板内部に配設される金属箔からなる配線回路層と同一平面内の周囲に、焼結性に優れたセラミック層を設けておくことによって、配線回路層の周囲での隙間の発生が効果的に抑制できることを見出し、本発明に至った。
【００１２】
即ち、本発明の多層配線基板は、セラミック絶縁層を積層してなる絶縁基板の少なくとも前記絶縁層間に金属箔からなる配線回路層を形成してなるものであって、前記金属箔からなる配線回路層と同一平面内の前記配線回路層周辺に、前記セラミック絶縁層よりも焼結性に優れたセラミック層が配設されており、前記セラミック絶縁層および前記焼結性に優れたセラミック層がガラスとセラミックフィラーとの混合物からなっているとともに、前記焼結性に優れたセラミック層におけるセラミックフィラーの平均粒径が、前記セラミック絶縁層におけるセラミックフィラーの平均粒径よりも大きいことを特徴とするものである。
【００１４】
また、前記焼結性に優れたセラミック層におけるセラミックフィラーの平均粒径が、前記セラミック絶縁層におけるセラミックフィラーの平均粒径よりも１０％以上大きいことが好ましい。
【００１６】
また、本発明の多層配線基板の製造方法は、ガラスとセラミックフィラーとを含むセラミック絶縁層用のグリーンシートの表面に、金属箔からなる配線回路層を被着形成するとともに、該配線回路層の周囲に、ガラスと前記セラミック絶縁層用のグリーンシートにおけるセラミックフィラーの平均粒径よりも大きい平均粒径を有するセラミックフィラーとを含有するとともに、前記セラミック絶縁層用のグリーンシートよりも焼結性に優れたセラミック層用のグリーンシートを形成した後、それらのグリーンシートを積層し、焼成することを特徴とするものである。
【００１８】
また、前記焼結性に優れたセラミック層用のグリーンシートにおけるセラミックフィラーの平均粒径を、前記セラミック絶縁層用のグリーンシートにおけるセラミックフィラーの平均粒径よりも１０％以上大きいものにすることによって、配線基板の特性等に悪影響を及ぼすことなく、焼結性を高めることができる。
【００１９】
また、上記の多層配線基板の製造方法においては、前記焼結性に優れたセラミック層用のグリーンシートを、前記配線回路層の周囲に３０μｍ以上の幅で形成することによって隙間の発生を効果的に抑制することができる。また、その結果、上記の多層配線基板においては、隙間の発生を少なくなくすることができる。
【００２０】
また、前記金属箔としては、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄから選ばれる少なくとも１種からなることが配線回路層の低抵抗化を図る上で望ましい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の多層配線基板について、図面に基づいて説明する。図１は本発明の多層配線基板の一例を示す概略断面図である。図１の多層配線基板１によれば、絶縁基板２は、複数のセラミック絶縁層２ａ〜２ｄを積層してなる積層体から構成され、その絶縁層２ａ〜２ｄ間および絶縁基板２表面には、厚みが５〜２０μｍの高純度金属箔からなる配線回路層３が被着形成されている。さらに、各セラミック絶縁層２ａ〜２ｄには、厚み方向を貫くように形成された直径が８０〜２００μｍのビアホール導体４が形成され、これにより、配線回路層３間を接続し所定回路を達成するための回路網が形成される。また配線回路層３の表面には半導体素子５が実装搭載される。
【００２２】
本発明では、セラミック絶縁層２ａ〜２ｄからなる絶縁基板２は、ガラス粉末、あるいはガラス粉末とセラミックフィラー粉末との混合物を焼成してなるガラスセラミックスによって形成されたものであることが望ましく、特に、ガラス成分１０〜７０重量％と、セラミックフィラー成分３０〜９０重量％の割合からなる組成物を焼成したものであることが望ましい。このようなガラスセラミックスは、焼成温度が８００〜１０５０℃と低いために、後述する低抵抗導体との同時焼成が可能である点で有利であり、また、概して誘電率が低いために、高周波信号などの伝送損失を低減することができる。
【００２３】
ここで、用いられるガラス成分としては、少なくともＳｉＯ2を含み、Ａｌ2Ｏ3、Ｂ2Ｏ3、ＺｎＯ、ＰｂＯ、アルカリ土類金属酸化物、アルカリ金属酸化物のうちの少なくとも１種を含有したものであって、例えば、ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3系、ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−Ａｌ2Ｏ3系−ＭＯ系（但し、ＭはＣａ、Ｓｒ、Ｍｇ、ＢａまたはＺｎを示す）等のホウケイ酸ガラス、アルカリ珪酸ガラス、Ｂａ系ガラス、Ｐｂ系ガラス、Ｂｉ系ガラス等が挙げられる。
【００２４】
これらのガラスは、焼成処理することによっても非晶質のままである非晶質ガラス、また焼成処理によって、リチウムシリケート、クォーツ、クリストバライト、コージェライト、ムライト、アノーサイト、セルジアン、スピネル、ガーナイト、ウイレマイト、ドロマイト、ペタライトやその置換誘導体の結晶を少なくとも１種類を析出する結晶化ガラスのいずれでも用いられる。
【００２５】
また、セラミックフィラーとしては、クォーツ、クリストバライト等のＳｉＯ2や、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、ムライト、フォルステライト、エンスタタイト、スピネル、マグネシア、ジルコン酸カルシウム、珪酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、チタン酸バリウム、等が好適に用いられる。
【００２６】
配線回路層３は、９９．５重量％以上の高純度の金属からなる金属箔からなり、特にＣｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｎｉ、ＰｔおよびＰｄの群から選ばれる少なくとも１種を使用することが可能である。またビアホール導体４は、上記の配線回路層３と同様の成分からなる導体が充填されていることが望ましい。
【００２７】
また、本発明の多層配線基板において、表面の配線回路層は、ＩＣチップなどの各種電子部品５を搭載するためのパッドとして、シールド用導体膜として、さらには、外部回路と接続する端子電極として用いられ、各種電子部品５が配線回路層３に半田や導電性接着剤などを介して接合される。尚、図示していないが、必要に応じて、配線基板の表面には、さらに珪化タンタル、珪化モリブデンなどの厚膜抵抗体膜や配線保護膜などを形成しても構わない。
【００２８】
本発明の多層配線基板においては、配線回路層３のうち、絶縁基板２内部に配設れた配線回路層３ａと同一平面内の配線回路層３ａ周辺に、セラミック絶縁層２ａ〜２ｄよりも焼結性に優れたセラミック層６を配設してなる。本発明においては、セラミック絶縁層２ａ〜２ｄ自体は、所定の焼成温度で実質的には気孔率が０．５％以下、特に０．１％以下の緻密質となるように組成等が決定されるものであり、それ自体焼結性に優れたものであるが、本発明において、この配線回路層３ａの周辺における焼結性を高めるとは、セラミック絶縁層２ａ〜２ｄに比較して、焼結開始温度が低いこと、あるいはセラミック絶縁層２ａ〜２ｄよりも低い温度で液相が生成されて焼結が進行することを意味する。
【００２９】
本発明によれば、配線回路層３ａの周囲に配設されたセラミック層６において、焼結過程で、セラミック絶縁層２ａ〜２ｄの焼結開始温度よりも低い温度で液相が生成される結果、ボイドの発生を防止することができる。
【００３０】
このセラミック層６は、セラミック絶縁層２ａ〜２ｄと同様に、ガラス、またはガラスとセラミックフィラー成分と混合物からなることが同時に焼成できる点で望ましく、また焼結性の調整も絶縁基板の特性に悪影響を及ぼすことなく、容易に行うことができる点で有利である。
【００３１】
本発明においては、このセラミック層６の焼結性をセラミック絶縁層２ａ〜２ｄよりも高めるためには、セラミック層６を以下のようにする。
【００３２】
第１には、セラミック層６とセラミック絶縁層２ａ〜２ｄとを同一種あるいは類似種のガラス種とフィラー種との組み合わせによって形成し、そのセラミック層６におけるガラス量を、セラミック絶縁層２ａ〜２ｄにおけるガラス量よりも多くする。ガラス量が増加すると焼成開始温度を低くすることができる。より具体的には、セラミック絶縁層２ａ〜２ｄ中のガラス量に対して１０体積％以上多く含ませることが効果的である。（例えば、ガラス量が全量５０体積％であった場合、セラミック層中のガラス量を全量中５５体積％以上とする。）なお、ガラス量を多くするとは、セラミックフィラー量を少なくすると同じ意味である。
【００３３】
第２に、セラミック層６中のガラスとして、前記セラミック絶縁層２ａ〜２ｄにおけるガラスの軟化点よりも低い軟化点を有するガラスを選択して用いる。この軟化点は、ガラスの組成によって決定される。軟化点を低下させる成分としては、特に、ＢａＯ、ＣａＯ、ＳｒＯなどのアルカリ土類金属酸化物や、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏなどのアルカリ金属酸化物、Ｂ2Ｏ3等が挙げられ、これらの成分量が相対的に多くなると軟化点が低下する傾向がある。
【００３４】
第３に、セラミック層６に分散含有されたセラミックフィラーの平均粒径が、セラミック絶縁層２ａ〜２ｄに含まれるセラミックフィラーの平均粒径よりも大きくすることによっても焼結性を高めることができる。通常、セラミックフィラーの平均粒径は、取り扱いおよび焼結性の点で、０．５〜５μｍが適当であるが、この平均粒径が上記の範囲内でかつセラミック絶縁層２ａ〜２ｄのセラミックフィラーの平均粒径よりも１０％以上大きいことが適当である。
【００３５】
第４に、セラミック層を形成する場合のガラス粉末の平均粒径が、セラミック絶縁層２ａ〜２ｄを形成する場合のガラス粉末の平均粒径よりも小さいことが望ましい。ガラス粉末の平均粒径が小さくなるほど焼結性が高くなる傾向にある。ガラス粉末の平均粒径は、取り扱いおよびシート化の容易性などの点で１〜５μｍが適当であるが、この平均粒径が上記の範囲内でかつセラミック絶縁層２ａ〜２ｄを形成する場合のガラス粉末の平均粒径よりも小さい１０％以上小さいことが適当である。
【００３６】
本発明においては、このセラミック層６は、図２に示すように、金属箔からなる配線回路層３ａの同一平面内の少なくとも周囲に設けることが必要であるが、その他、配線回路層３ａの周囲のみならず、配線回路層３ａの上下に積層されていてもよい。
【００３７】
また、このセラミック層６は配線回路層３ａの周囲において、３０μｍ以上、特に５０μｍ以上の幅をもって形成されていることによって隙間の発生を効果的に防止することができる。また、金属箔からなる配線回路層３ａの厚みは、３０μｍ以下であることが、配線回路層のパターン加工性の点で望ましい。そして、セラミック層６の厚みは、この配線回路層の厚みｔに対して０．５ｔ〜２ｔとすることによって、配線回路層２ａの周辺の隙間の発生を効果的に防止することができる。
【００３８】
なお、本発明における配線回路層３ａを形成する金属箔は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄから選ばれる少なくとも１種からなることが望ましい。
【００３９】
次に、本発明の配線基板を作製する方法について図３をもとに説明する。まず、上述したような結晶化ガラス又は非結晶ガラスと前記のセラミックフィラー成分を混合してセラミック組成物を調製し、その混合物に有機バインダー等を加えた後、ドクターブレード法、圧延法、プレス法などによりシート状に成形して厚さ約５０〜５００μｍのグリーンシート１１を作製する（図３ａ）。
【００４０】
そして、このグリーンシート１１にレーザーやマイクロドリル、パンチングなどにより、直径８０〜２００μｍの貫通孔を形成し、その内部に導体ペーストを充填してビアホール導体１２を形成する（図３ｂ）。導体ペースト中には、Ｃｕ、Ａｇ等の金属成分以外に、アクリル樹脂などからなる有機バインダーとトルエン、イソプロピルアルコール、アセトンなどの有機溶剤とを均質混合して形成される。有機バインダーは、金属成分１００重量部に対して、０．５〜１５．０重量部、有機溶剤は、固形成分及び有機バインダー１００重量部に対して、５〜１００重量部の割合で混合されることが望ましい。なお、この導体ペースト中には若干のガラス成分等を添加してもよい。
【００４１】
次に、このグリーンシート１１の表面に高純度金属導体、特に金属箔からなる配線回路層１３を形成する（図３ｃ）。このような金属箔からなる配線回路層１３は、グリーンシートの表面に金属箔を接着した後に周知のフォトエッチング法等の手法によって所望の回路を形成する方法が知られているが、かかる方法ではエッチング液によってグリーンシートを変質させてしまうため、本発明においては転写法にて形成する。
【００４２】
転写法による配線回路層の形成方法としては、まず、高分子材料等からなる転写フィルム上に高純度金属導体、特に金属箔を接着した後、この金属導体の表面にレジストを回路パターン状に被着した後、エッチング処理およびレジスト除去を行って配線回路層を形成する。
【００４３】
そして、鏡像の配線回路層を形成した転写フィルムをビアホール導体１２が形成されたグリーンシート１１の表面に位置合わせして積層圧着した後、転写フィルムを剥がすことにより、配線回路層１３をグリーンシート１１表面に形成することができる。この時、金属箔からなる配線回路層１３の転写性を高めるために、金属箔からなる配線回路層のグリーンシート１１と接触する側の表面粗さＲｚを３〜６μｍとすることによって、配線回路層１３のグリーンシート１１への密着性を高めることができる。
【００４４】
次に、配線回路層１３を形成したグリーンシート１１の表面における配線回路層１３の少なくとも周囲に、グリーンシート１１中のセラミック成分よりも焼結性に優れたセラミック成分を含有するセラミック層１４を形成する（図３ｄ）。
【００４５】
このセラミック層１４は、セラミック成分と、必要に応じて有機バインダーや有機溶媒等を添加したスラリーをスクリーン印刷等によって形成することができる。
【００４６】
本発明によれば、セラミック層１４におけるセラミック成分として、前述した第１〜第４の手法に従って、ガラス量、フィラー量、ガラスの軟化点、フィラーの平均粒径、ガラス粉末の平均粒径を調整することによって、グリーンシート１１中のセラミック成分よりも焼結性に優れたセラミック成分を含有するセラミック層１４を形成する。即ち、セラミック層１４を形成するセラミック成分において、１）ガラス量を、前記グリーンシート中のセラミック成分におけるガラス量よりも多くする、２）軟化点が、前記グリーンシート中のセラミック成分におけるガラスよりも低いガラスを用いる、３）セラミックフィラーの平均粒径を前記グリーンシート中のセラミック成分におけるセラミックフィラーの平均粒径よりも小さくする、ガラスの平均粒径を前記グリーンシート中のセラミック成分におけるガラスの平均粒径よりも小さくする、のうち少なくとも１つの手法を用いてセラミック成分を構成し、これを用いてセラミック層１４を形成すればよい。
【００４７】
なお、このセラミック層１４の形成は、配線基板の最表面、最裏面に位置するグリーンシートに対しては、層間剥離などの現象が生じないために必ずしも必要ではない。
【００４８】
次に、上記と同様にして作製された複数のグリーンシートを積層圧着して積層体１５を形成する（図３ｅ）。グリーンシートの積層には、積み重ねられたグリーンシートに熱と圧力を加えて熱圧着する方法、有機バインダー、可塑剤、溶剤等からなる接着剤をシート間に塗布して熱圧着する方法等が採用可能である。
【００４９】
その後、この積層体１５を焼成するが、金属箔からなる配線回路層を有する場合、金属箔自体が非常に緻密体であり、グリーンシートのように焼成収縮しないために、配線回路層と絶縁層間で歪みが発生し、反りやクラックなどが発生してしまうおそれがある。そのために、焼成にあたっては、平面方向への焼成収縮を抑制しながら焼成することが望ましい。
【００５０】
平面方向の収縮を抑制しながら焼成する方法としては、例えば、１）積層体に対して積層方向に１０〜３０ＭＰａの圧力を印加しながら焼成する、２）図３ｆに示すように、焼成温度で焼成収縮しないアルミナなどの難焼結性セラミックシート１６を上記の積層体１５の表面、あるいは表裏面に接着するして焼成する方法が挙げられる。加圧手段などが不要な点では２）の方が有利である。
【００５１】
この２）の方法における難焼結性セラミックシート１６は、難焼結性セラミック材料を主成分とするセラミック成分に、有機バインダー、可塑剤、溶剤等を加えたスラリーをシート状に成形して得られる。難焼結性セラミック材料としては、具体的には１１００℃以下の温度で緻密化しないようなセラミック組成物から構成され、具体的にはＡｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、ＭｇＯ、ＺｒＯ2、ＢＮ、ＴｉＯ2の少なくとも１種又はその化合物（フォルステライト、エンスタタイト等）の粉末が挙げられる。また、有機バインダー、可塑剤及び溶剤としてはガラスセラミックグリーンシートで使用したのと同様の材料が使用可能である。また、この難焼結性セラミックシート中には、ガラス成分を０．５〜１５体積％加えることによって、グリーンシートとの密着性が高くなり、収縮を抑制する作用が大きくなり、またグリーンシート表面のガラス成分の拡散によるボイドの発生を抑制できるなどの利点を有する。
【００５２】
焼成は、１００〜８５０℃、特に４００〜７５０℃の窒素雰囲気中で加熱処理してグリーンシート内やビアホール導体ペースト中の有機成分を分解除去した後、８００〜１１００℃の窒素雰囲気中で焼成する。また、配線回路層としてＡｇ導体を用いる場合、焼成雰囲気は大気中で行うことができる。
【００５３】
その後、適宜、難焼結性セラミックシートを超音波洗浄、研磨、ウォータージェット、ケミカルブラスト、サンドブラスト、ウェットブラスト等によって除去することによって多層配線基板１７を作製することができる。
【００５４】
このようにして得られる多層配線基板１７は、焼成時の収縮が圧力または難焼結性セラミックシートによって厚さ方向だけに抑えられているので、その平面方向の収縮を０．５％以下に抑えることが可能となり、しかもガラスセラミックグリーンシートは拘束シートによって全面にわたって均一にかつ確実に結合されているので、拘束シートの一部剥離等によって反りや変形が起こるのを防止することができる。
【００５５】
【実施例】
ＳｉＯ2：３７重量％、Ａｌ2Ｏ3：２７重量％、ＣａＯ：１１重量％、ＺｎＯ：１２重量％、Ｂ2Ｏ3：１３重量％の組成を有する平均粒径３μｍの結晶性ガラスＡ粉末（軟化点８５０℃）７３重量％と、セラミックフィラーとして、平均粒径２μｍのシリカ２７重量％からなるガラスセラミック原料粉末１００重量部に対して、有機バインダーとしてメタクリル酸イソブチル樹脂を固形分で１１重量部、可塑剤としてフタル酸ジブチルを５重量部添加し、トルエンを溶媒としてボールミルにより３６時間混合しスラリーを調整した。得られたスラリーをドクターブレード法により厚さ０．２ｍｍのグリーンシートＡを形成した。
【００５６】
次に、ＰＥＴフィルム上に形成された厚み０．０２ｍｍの銅箔にフォトエッチング法により、図４に示す形状の長さ３０ｍｍの３本の並走する配線部２１および測定端子２２を具備する配線回路層２３を作製した。３本の並走する配線部２１の配線幅は各々１ｍｍ、間隔は各々１ｍｍとした。このＰＥＴフィルム上に形成した配線回路層２３をグリーンシートＡに加熱圧着し、ＰＥＴフィルムを剥離して配線回路層をグリーンシートＡ表面に転写させた。
【００５７】
そして、適宜、グリーンシートＡの表面の配線回路層２３の周辺に、最大幅１ｍｍで、所定の組成物からなるセラミック成分１００重量部に対して、メタクリル系バインダーを６重量部、テルピネオールを４０重量部混合したセラミックペーストをスクリーン印刷法によって１５μｍの厚みで塗布し、セラミック層２４を形成した。
【００５８】
なお、セラミック層２４の形成にあたって、セラミック成分としては、グリーンシートの形成に用いたガラスと同一の組成からなる平均粒径０．６〜３．５μｍのガラスと、平均粒径が０．８〜３μｍのＳｉＯ2粉末を用いた。
【００５９】
また、ガラスとして、ＳｉＯ2：３７重量％、Ａｌ2Ｏ3：２５重量％、ＣａＯ：１５重量％、ＺｎＯ：１０重量％、Ｂ2Ｏ3：１３重量％の軟化点が８３０℃のガラスＢを用いた。
【００６０】
また、上記と同様にして厚さ０．２ｍｍのグリーンシートＢを作製し、このグリーンシートＢの上記のグリーンシートＡの配線回路層２３の測定端子２２に対向する部分に貫通孔を形成し、この貫通孔内に銅ペーストを充填してビアホール導体２５を形成した。また、上記と同様にしてグリーンシートＢの表面にも配線回路層を転写形成した。
【００６１】
そして、配線回路層２３およびセラミック層２４が形成されたグリーンシートＡの上に、上記グリーンシートＢを積層して８０℃、１０ＭＰａで加熱圧着を行い、配線部２２を基板内部に埋設させ、測定端子２２をビアホール導体２５を経由して、表面の測定用電極２６に接続した積層体２７を得た。
【００６２】
その後、この積層体２７中の有機成分（バインダー、可塑剤等）を分解除去するために水蒸気を含んだ窒素雰囲気中で７５０℃、３時間の熱処理を行い残留炭素量を３００ｐｐｍ以下に低減せしめた後、９３０℃で１時間の焼成を行い、配線回路層２３を具備する配線基板を作製した。
【００６３】
また、この配線基板における表面の配線回路層に対して、厚み３μｍのＮｉメッキ層及び厚み２μｍのＡｕメッキ層を無電解めっき法により被着した。
【００６４】
次に、配線基板の測定用電極２６にリード線を付け、温湿度サイクルバイアス試験を行い、２つの測定用電極２６間の電気抵抗を測定し、絶縁性の評価を行った。温湿度サイクルバイアス試験は、２つの測定用電極２６間に５Ｖの電圧を負荷した状態で温度５℃、湿度４０％および温度８５℃、湿度９５％の雰囲気にそれぞれ２時間づつ繰り返し晒した。温湿度サイクルバイアス試験は５００サイクルまで行い、測定用電極２６間の電気抵抗を測定して抵抗値が１ＭΩ以上であるものを良品と判断し、抵抗値が１ＭΩ未満のものを不良と判断してその結果を表１に示した。
【００６５】
また、上記によって作製した配線基板における配線回路層の周辺部分を走査型電子顕微鏡写真によって観察し、金属箔からなる配線回路層の周辺部のボイド数を測定した。ボイド数のカウントは、１０μｍ×１００μｍの３箇所の観察領域におけるボイド数の平均を求めた。結果は、表１に示した。
【００６６】
【表１】
0004693284.tif 000002
【００６７】
表１の結果によれば、配線回路層の周辺にセラミック層を形成しなかった従来の配線基板は、配線回路層の周辺に隙間の発生が認められ、その隙間にメッキ液や水分が侵入しており、それによって初期の段階で絶縁不良が確認された。
【００６８】
これに対して、セラミック層を形成するにあたり、セラミック絶縁層と同じ材料からなるセラミック層を形成した試料Ｎｏ．２では、配線回路層の周辺にボイドの発生が認められた。
【００６９】
そこで、試料Ｎｏ．２〜５から、セラミック層におけるガラスの含有量を変化させた結果、ガラス量がセラミック絶縁層中のガラス量よりも少ないと全く効果がなかったが、ガラス量を多くすることによって、焼結性が改善され、配線回路層間に隙間やボイドの発生が抑制され、配線回路層間での絶縁不良の発生が改善された。
【００７０】
また、試料Ｎｏ．６〜９から、ガラスとして軟化点の異なるガラスを用いた結果、軟化点の低いガラスＢを用いることによっても、焼結性が改善され、ボイドの発生がなく、配線回路層間での絶縁不良の発生が改善された。
【００７１】
さらに、試料Ｎｏ．１１〜１４、１５〜１９の結果から、シリカの平均粒径をセラミック絶縁層におけるセラミックフィラーの平均粒径よりも小さくする、ガラス粉末の平均粒径を小さくすることによっても同様に改善効果が見られた。
【００７２】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明の多層配線基板によれば、金属箔からなる配線回路層の周辺における隙間の発生や層間剥離によって、近接する配線回路層間の絶縁性がメッキ処理や高湿雰囲気中に保持されることによる水分の侵入によって損なわれるのを有効に防止することができ、信頼性の高い配線基板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多層配線基板の一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明の多層配線基板における配線回路層の周辺の拡大断面図である。
【図３】本発明の多層配線基板の製造方法における製造工程図である。
【図４】評価用の配線回路のパターン図である。
【図５】従来の多層配線基板の概略断面図である。
【符号の説明】
１  多層配線基板
２  絶縁基板
２ａ〜２ｄ  絶縁層
３  配線回路層
４  ビアホール導体
５  半導体素子
６  セラミック層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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