(57)【要約】【課題】  セラミック焼結体からなる絶縁基体に信号線が形成された配線基板において、高周波信号の伝送特性を向上させること。【解決手段】  配線基板９は、セラミック焼結体から成る絶縁基体１と、絶縁基体１の内部に形成された信号線２と、信号線２の表面を覆うように絶縁基体１内に設けられたガラス層３とを備えている。【選択図】  図１
2007095969.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック焼結体から成る絶縁基体と、
該絶縁基体の内部に形成された信号線と、
該信号線の表面を覆うように前記絶縁基体内に設けられたガラス層とを備えていることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記セラミック焼結体が、ガラスセラミック質焼結体であり、
前記信号線が、銅または銅を主成分とする組成物からなることを特徴とする請求項１記載の配線基板。
【請求項３】
前記ガラス層が、前記絶縁基体を構成する複数の絶縁層間に積層されており、
前記信号線が、前記ガラス層内に形成された配線パターンであることを特徴とする請求項１または請求項２記載の配線基板。
【請求項４】
前記信号線が、前記絶縁基体の厚み方向に形成されたビア導体であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の配線基板。
【請求項５】
前記信号線のビア導体が、接地電位用または電源電位用のビア導体により囲まれていることを特徴とする請求項４記載の配線基板。
【請求項６】
前記ガラス層が、シリカ系ガラス、ホウ酸系ガラスまたはアルカリ系ガラスのいずれかからなることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の配線基板。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載された配線基板と、
該配線基板の前記信号線に電気的に接続された電極を有する電子部品とを備えていることを特徴とする電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子や容量素子，圧電振動子等の電子部品が搭載される電子部品搭載用に好適な配線基板および電子装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高周波回路を構成する半導体素子や容量素子，圧電振動子等の電子部品を搭載するための配線基板は、一般に、酸化アルミニウム質焼結体等のセラミック焼結体から成る絶縁基体と、タングステン等のメタライズ導体から成り、絶縁基体の内部に形成されている信号線とにより構成されている。
【０００３】
信号線は、配線基板に搭載される電子部品と外部の電気回路との間で授受される電気信号の伝送のために用いられるものである。
【０００４】
信号線は、一部が絶縁基体の表面に露出しており、その露出部分に、はんだやボンディングワイヤ等を介して電子部品の電極が電気的に接続される。そして、信号線の他の露出部分が外部の電気回路にはんだ等を介して電気的に接続されることにより、信号線を介して電子部品と外部の電気回路との間で信号の授受が行なわれる。
【０００５】
このような配線基板は、例えば、酸化アルミニウム等の原料粉末を有機溶剤，バインダとともにシート状に成形して得たグリーンシートの表面に、タングステン等の金属粉末ペーストをスクリーン印刷法等で印刷塗布し、印刷した金属ペーストが層間に位置するようにして複数枚積層するとともに焼成することにより製作される。
【０００６】
近年、通信や情報分野での情報伝達における高速・高密度化が進んでおり、信号線を伝送される信号も、例えば、数ＧＨｚ以上と高周波化が進んでいる。
【特許文献１】特開２００５−２２３５７２号公報
【特許文献２】特開２００５−１６６８１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の配線基板においては、信号線の周囲が絶縁基体で取り囲まれており、その絶縁基体がセラミック焼結体からなることから、信号線の表面は、粗いものとなっていた（例えば算術平均粗さＲａで２．５μｍ程度）。
【０００８】
高周波帯域（例えば、携帯電話で用いられる３ＧＨｚ程度の周波数帯域）においては、表皮効果のため、信号が信号線のうち主に表面部分を流れるため、信号線の表面の凹凸が大きいと、信号のインサーションロス（挿入損失）が大きくなり、伝送特性が悪くなるという問題があった。
【０００９】
信号線の表面の粗さは、それに接するセラミック焼結体を形成する原料（セラミック）粉末の粗さによる。すなわち、信号線の周囲がセラミック焼結体で囲まれていることにより、信号線となる金属粉末ペーストがセラミック表面状態に応じて焼結してしまうことに起因する。
【００１０】
本発明は、上記問題に鑑み案出されたものであり、その目的は、セラミック焼結体からなる絶縁基体に信号線が形成された配線基板における高周波信号（例えば３ＧＨ以上の信号）の伝送特性を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の配線基板は、セラミック焼結体から成る絶縁基体と、該絶縁基体の内部に形成された信号線と、該信号線の表面を覆うように前記絶縁基体内に設けられたガラス層とを備えていることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の配線基板は、前記セラミック焼結体が、ガラスセラミック質焼結体であり、前記信号線が、銅または銅を主成分とする組成物からなることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の配線基板は、前記ガラス層が、前記絶縁基体を構成する複数の絶縁層間に積層されており、前記信号線が、前記ガラス層内に形成された配線パターンであることを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の配線基板は、前記信号線が、前記絶縁基体の厚み方向に形成されたビア導体であることを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の配線基板は、前記信号線のビア導体が、接地電位用または電源電位用のビア導体により囲まれていることを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明の配線基板は、前記ガラス層が、シリカ系ガラス、ホウ酸系ガラスまたはアルカリ系ガラスのいずれかからなることを特徴とするものである。
【００１７】
本発明の電子装置は、本発明の配線基板と、該配線基板の前記信号線に電気的に接続された電極を有する電子部品とを備えていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の配線基板は、信号線の表面を覆うように絶縁基体内に設けられたガラス層を備えていることにより、高周波信号の伝送特性を向上させることができる。
【００１９】
すなわち、本発明の配線基板は、信号線を構成する金属粉末が、ガラス層の表面状態に応じて焼結したものである。ガラス層は、焼成時に、セラミック焼結体を構成するセラミック粉末等の原料粉末の間を埋めるようにして溶融し再凝固するので、信号線と接する面はセラミック焼結体よりも滑らかである。
【００２０】
そのため、信号線の表面を滑らかなものとすることができ、高周波信号の伝送特性を向上させることができる。
【００２１】
また、本発明の配線基板は、セラミック焼結体が、ガラスセラミック質焼結体であり、信号線が、銅または銅を主成分とする組成物からなることにより、絶縁基体の比誘電率を低く抑えることができるとともに、信号線の抵抗（直流抵抗）も低く抑えることができる。そのため、より一層高周波信号等の信号の伝送特性に優れた配線基板を提供することができる。
【００２２】
また、本発明の配線基板は、ガラス層が、絶縁基体を構成する複数の絶縁層間に積層されており、信号線が、ガラス層内に形成された配線パターンであることにより、配線パターンの表面を滑らかなものとすることができ、高周波信号の伝送特性を向上させることができる。
【００２３】
また、本発明の配線基板は、信号線が、前記絶縁基体の厚み方向に形成されたビア導体であることにより、ビア導体の表面を滑らかなものとすることができ、高周波信号の伝送特性を向上させることができる。
【００２４】
また、本発明の配線基板は、信号線のビア導体が、接地電位用または電源電位用のビア導体により囲まれていることにより、信号線にノイズが混入すること低減させることができる。
【００２５】
また、本発明の配線基板は、ガラス層が、シリカ系ガラス、ホウ酸系ガラスまたはアルカリ系ガラスのいずれかからなることにより、高周波信号の伝送特性を向上させることができる。
【００２６】
また、本発明の電子装置は、本発明の配線基板と、配線基板の信号線に電気的に接続された電極を有する電子部品とを備えていることにより、高周波信号の伝送特性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
次に、本発明を添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００２８】
図１は本発明の配線基板の実施の形態を示す断面図である。
【００２９】
本発明の配線基板は、セラミック焼結体から成る絶縁基体１と、絶縁基体１の内部に形成された信号線２と、信号線２の表面を覆うように絶縁基体１内に設けられたガラス層３とを備えている。
【００３０】
絶縁基体１は、ガラスセラミック質焼結体，酸化アルミニウム質焼結体，ムライト質焼結体，窒化アルミニウム質焼結体，窒化珪素質焼結体等のセラミック焼結体から成る。
【００３１】
絶縁基体１は、例えばガラスセラミック質焼結体から成る場合であれば、ホウケイ酸系ガラス等のガラス粉末と、酸化アルミニウム等のセラミック粉末とを有機溶剤・バインダとともにシート状に成形して得たグリーンシートを、約１０００℃で焼成することにより形成される。
【００３２】
絶縁基体１は、例えば直方体状に形成され、絶縁基体１の上面や下面等に電子部品（図示せず）が搭載される。
【００３３】
電子部品は、ＣＣＤ型やＣＭＯＳ型の受光素子および発光ダイオード等の発光素子等の光半導体素子を含む半導体素子、水晶振動子や弾性表面波素子等の圧電素子、圧力センサ素子、コンデンサ、抵抗器、インダクタ等である。
【００３４】
信号線２は、高周波信号等の信号を伝送するためのものである。
【００３５】
信号線２は、例えば端部等の一部が絶縁基体１の表面に露出しており、この露出した部位（例えば一端）に、電子部品の電極（図示せず）がボンディングワイヤやはんだ等を介して電気的に接続され、電子装置が構成される。この信号線２の他の露出部位（例えば他端）が、外部の電気回路（図示せず）にはんだや導電性接着剤等を介して電気的に接続されることにより、信号線２を介して電子部品と外部の電気回路とが電気的に接続される。つまり、信号線２中を、電子部品と外部の電気回路との間で授受される信号が伝送される。
【００３６】
なお、外部の電気回路は、例えば、コンピュータや携帯電話等の電子機器に用いられるマザーボード等の回路基板に形成されている電気回路である。
【００３７】
信号線２は、銅や銀、パラジウム、白金、金、タングステン、モリブデン、マンガン等の金属材料またはこれらを混合した組成物から成り、例えば、これらの金属材料の粉末を絶縁基体１を形成するセラミック焼結体と一体焼成してなるメタライズ導体として形成される。
【００３８】
信号線２は、例えば、銅の粉末に適当な有機溶剤、バインダを添加し混練して作製した金属ペーストを、絶縁基体１となるセラミックグリーンシートの表面にスクリーン印刷法等の印刷法で印刷塗布することにより形成される。
【００３９】
また、配線基板９は、信号線２の表面を覆うように絶縁基体１内に設けられたガラス層３を備えている。
【００４０】
信号線２の表面がガラス層３で覆われていることにより、信号線２を形成する金属粉末は、ガラス層３の表面の粗さに応じた表面状態で焼結する。ガラス層３は、焼成時に、セラミック焼結体を形成するセラミック粉末等の原料粉末の間を埋めるようにして溶融し再凝固するので、信号線２と接する面はセラミック焼結体（絶縁基体１）よりも滑らかである。
【００４１】
そのため、信号線２の表面を滑らかなものとすることができ、高周波信号の伝送特性を向上させることが可能となる。
【００４２】
ここで、高周波信号とは、例えば携帯電話で用いられる３ＧＨ以上の周波数のことをいう。
【００４３】
ガラス層３は、ＳｉＯ２，Ｂ２Ｏ３，Ａｌ２Ｏ３，ＭｇＯ，ＣａＯ，ＳｒＯ，ＢａＯ，ＺｎＯ，ＺｒＯ２，Ｎａ２Ｏ，Ｋ２Ｏなど（シリカ系ガラス，ホウ酸系ガラス、アルカリ系ガラス）からなる。このようなガラス層３は、例えば、ＳｉＯ２等のガラス粉末を、有機溶剤，バインダとともに混練して作製したガラスペーストを、信号線２となる金属ペーストを被覆するようにして印刷することにより形成される。
【００４４】
また、配線基板９は、セラミック焼結体が、ガラスセラミック質焼結体であり、信号線２が、銅または銅を主成分とする組成物からなることが好ましい。
【００４５】
この場合、絶縁基体１の比誘電率を低く抑えることができるとともに、信号線２の抵抗（直流抵抗）も低く抑えることができる。
【００４６】
そのため、より一層高周波信号等の信号の伝送特性に優れた配線基板９を提供することができる。
【００４７】
ガラスセラミック質焼結体としては、ホウケイ酸系ガラスと酸化アルミニウムとを含む焼結体や、リチウムガラス系等が挙げられる。
【００４８】
また、本発明の配線基板９は、ガラス層３が絶縁基体１を構成する複数の絶縁層５間に積層されており、信号線２がガラス層３内に形成された配線パターンである。
【００４９】
本発明の配線基板９は、このような構成により、配線パターンの表面を滑らかなものとすることができ、高周波信号の伝送特性を向上させることが可能となる。
【００５０】
絶縁基体１について、複数の絶縁層が積層されたものとするには、上述のように、絶縁基体１を、複数のセラミックグリーンシートを積層することにより製作すればよい。
【００５１】
この場合、例えば、上下に積層される一対のセラミックグリーンシートについて、下層のセラミックグリーンシートの上面と、上層のセラミックグリーンシートの下面とにガラス層３となるガラスペーストを、積層されたときに対向するように印刷しておく。そして、下層または上層のセラミックグリーンシートに印刷したガラスペーストの範囲内に信号線２となる金属粉末ペーストを印刷し、これらセラミックグリーンシートを積層することにより上記の構成を実現することができる。
【００５２】
また、本発明の配線基板９は、信号線２が、絶縁基体１の厚み方向に形成されたビア導体４である。
【００５３】
本発明の配線基板９は、このような構成により、ビア導体の表面を滑らかなものとすることができ、高周波信号の伝送特性を向上させることができる。
【００５４】
ビア導体４は、絶縁層となるセラミックグリーンシートに、機械的な打ち抜き加工やレーザ光を用いた穴あけ加工等の手段で貫通孔（図示せず）を形成しておき、その貫通孔内に、信号線２を形成するのと同様の金属ペーストを充填することにより形成される。
【００５５】
ビア導体４は、高周波信号の伝送特性や生産性、加工性を考慮すれば、横断面が角部の無い形状であることが好ましく、特に円形状が好ましい。
【００５６】
ビア導体４をガラス層２で被覆するには、例えば、上記貫通孔の内壁にあらかじめ上記同様のガラスペーストを印刷塗布しておき、その内側に金属ペーストを充填する。
【００５７】
金属ペーストやガラスペーストを貫通孔内に塗布、充填するには、貫通孔の一方の端から真空吸引を施しながら、他方の端から金属ペーストやガラスペーストを印刷する等の手段を用いる。各ペーストは、その粘度を調整することや、真空吸引の真空度を調整することにより、貫通孔の内壁に塗布させたり、貫通孔内に充填させたりすることができる。
【００５８】
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しな
い範囲内であれば種々の変更が可能である。
【００５９】
例えば、絶縁基体１の内部や表面に、信号線２を間（上下や左右）に挟むようにして、信号線２を形成するのと同様の金属材料等により接地導体層を形成して、信号線２に対する外部からの電磁ノイズや、信号線２から外部環境への電磁ノイズの放射の遮蔽を図ると同時に、信号線２のインピーダンスを調整するようにしてもよい。
【００６０】
また、広い面積で接地層および電源層を形成し、接地および給電の特性を向上させて信号の伝送特性をさらに向上させるようにしてもよい。
【００６１】
平面視で信号用のビア導体を取り囲むように、接地電位用や電源電位用のビア導体を配置してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の配線基板の実施の形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１・・・・絶縁基体
２・・・・信号線
３・・・・ガラス層
４・・・・ビア導体
５・・・・絶縁層
９・・・・配線基板
【図１】
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