(57)【要約】【課題】  放熱特性が向上した回路基板およびこれを用いた電子装置を提供する。【解決手段】  基体11の表面にガラス層12を有し、ガラス層12の上面に銅を主成分とする金属配線層13が間隔をあけて設けられているとともに、隣接する金属配線層13の間のガラス層12の上面に銅酸化物14ａが存在すると放熱特性が向上する。また、このような回路基板１に電子部品15を搭載すれば、信頼性の高い電子装置３とすることができる。【選択図】  図１
2012209355.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体の表面にガラス層を有し、該ガラス層の上面に銅を主成分とする金属配線層が間隔をあけて設けられているとともに、隣接する前記金属配線層の間の前記ガラス層の上面に銅酸化物が存在することを特徴とする回路基板。
【請求項２】
前記銅酸化物が分散した状態で存在することを特徴とする請求項１に記載の回路基板。
【請求項３】
前記ガラス層と前記金属配線層との界面に銅酸化物が存在することを特徴とする請求項１または２に記載の回路基板。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の回路基板上に電子部品を搭載してな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、回路基板およびこの回路基板に電子部品が搭載された電子装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子、発熱素子、ペルチェ素子等の各種電子部品が回路基板上に搭載された電子装置が用いられている。
【０００３】
このような電子装置では、電子部品から高温度の熱が発せられるため、回路基板においては高い放熱特性が求められている。しかし、近年、回路基板の回路は高密度化されており、回路基板を複雑な放熱構造とすることが困難となってきており、回路基板に用いる各材料を改良することで放熱特性を向上させてきた。
【０００４】
従来の回路基板としては、例えば、特許文献１には、セラミック基板上に放熱特性が高い銅導体層を形成し、金属配線層をエッチング処理することによって複数の金属配線層を形成した回路基板が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平6-204645号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載されたセラミック回路基板は放熱特性が十分ではなく、またこのような回路基板を用いた電子装置は電子部品の発熱により回路基板に不具合が生じやすく信頼性が低いという課題があった。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決すべく案出されたものであり、放熱特性が向上した回路基板および信頼性が向上した電子装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の回路基板は、基体の表面にガラス層を有し、該ガラス層の上面に銅を主成分とする金属配線層が間隔をあけて設けられているとともに、隣接する前記金属配線層の間の前記ガラス層の上面に銅酸化物が存在することを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の電子装置は、上記構成の本発明の回路基板に電子部品を搭載してなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の回路基板によれば、基体の表面にガラス層を有し、ガラス層の上面に銅を主成分とする金属配線層が間隔をあけて設けられているとともに、隣接する金属配線層の間のガラス層の上面に銅酸化物が存在することにより、放熱特性を向上することができる。
【００１１】
また、本発明の電子装置によれば、本発明の回路基板に電子部品を搭載したことから、信頼性が向上した電子装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態の回路基板の一例を示す、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線における断面図である。
【図２】銅酸化物が隣接する金属配線層の間のガラス層の上面に分散した状態の一例を示すＳＥＭ写真である。
【図３】本実施形態の回路基板のその他の例を示す、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線における断面図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は本実施形態の電子装置の一例を示す概略断面図である。
【図５】回路基板の金属配線層の接合強度の測定方法を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本実施形態の一例について図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１は、本実施形態の回路基板の一例を示す、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線における断面図である。
【００１５】
図１に示す回路基板１は、基体11の表面にガラス層12を有し、ガラス層12の上面に銅を主成分とする金属配線層13が間隔をあけて設けられているとともに、隣接する金属配線層13の間のガラス層12の上面に銅酸化物14ａが存在する。なお、以降の説明において、同一の部材については同一の符号を用いて説明する。
【００１６】
本実施形態の回路基板１は、隣接する金属配線層13の間のガラス層12の上面に銅酸化物14ａが存在する。ガラスより高熱伝導率を有する銅酸化物14ａがガラス層12の上面に存在するので、回路基板１に熱が加わったとしても、ガラス層12よりも高熱伝導率の銅酸化物14ａが存在するので、より放熱特性が高まる。なお、銅酸化物14ａは、例えば、ＣｕＯまたはＣｕ２Ｏであればよい。
【００１７】
また、銅酸化物14ａがガラス層12の上面に存在することにより、ガラス層12に加わる熱伸縮などによる応力に対する強度も向上する。
【００１８】
なお、銅酸化物14ａは、隣接する金属配線層13の間のガラス層12の上面を、Ｘ線回折法またはＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）による電子回折法等により、銅酸化物のＪＣＰＤＳカードを参照することによって同定することができる。
【００１９】
また、基体11は強度や放熱性の観点からセラミックスであることが好ましい。
【００２０】
ここで、銅酸化物14ａは分散した状態で存在することが好ましい。
【００２１】
図２は、銅酸化物14ａが隣接する金属配線層13の間のガラス層12の上面に分散した状態の一例を示すＳＥＭ写真である。
【００２２】
図２に示すように銅酸化物14ａが分散した状態で存在することで、隣接する金属配線層13間の絶縁性を高く維持することができ、短絡が生じにくい。なお、このＳＥＭ写真は、隣接する金属配線層13の間のガラス層12の上面を倍率1000倍で拡大した写真である。
【００２３】
また、銅酸化物14ａがガラス層12の上面に占める面積割合は、20面積％以上60面積％以下が望ましく、この範囲ならば、金属配線層13間の絶縁性を維持し、放熱性を向上し、かつガラス層12に加わる熱伸縮などによる応力に対する強度を向上することができる。
【００２４】
なお、銅酸化物14ａがガラス層12の上面に占める面積割合（以下、銅酸化物14ａの面積割合ともいう。）は、例えば、ガラス層12の上面に存在する物質の成分をＸ線回折法また
はＴＥＭによる電子回折法等により、銅酸化物のＪＣＰＤＳカードを参照する同定方法を用いて分析して銅酸化物14ａを特定し、倍率1000倍として５箇所（測定面積は、120μｍ
×80μｍ）を撮影し、得られた画像を画像解析ソフト（旭化成エンジニアリング株式会社製、商品名：Ａ像くん）を用いて測定面積中を占める銅酸化物14ａの割合を求め、その平均値を銅酸化物14ａの面積割合として求めればよい。
【００２５】
回路基板１は、金属配線層13が銅を主成分としており、金属配線層13の副成分として、パラジウム，ニッケル，ストロンチウム，カルシウム，ジルコニウム，チタン，モリブデン，スズまたは亜鉛を含有してもよい。なお、主成分とは金属配線層13を構成する成分のうち、質量比率が最も高い成分をいう。また、金属配線層13の厚さは５μｍ以上80μｍ以下とすればよく、金属配線層13の厚さがこの範囲にあれば、放熱特性が向上し、かつ導電特性が向上する傾向がある。
【００２６】
なお、ガラス層12は、加工性の観点からＳｉＯ２，Ｂｉ２Ｏ３，ＳｉＯ２−Ｂｉ２Ｏ３系またはＺｎＯ２系のガラスからなることが望ましい。さらに、熱伝導率がより高く、また基体11に対する濡れ性がよいため、基体11とガラス層12との接合強度が高まる傾向があることから、ＳｉＯ２−Ｂｉ２Ｏ３系のガラスからなることが特に好ましい。また、ガラス層12の厚さは0.5μｍ以上５μｍ以下とすればよく、ガラス層12の厚さがこの範囲にあ
れば放熱特性が高く、かつ基体11との接合強度が高まる傾向がある。
【００２７】
また、金属配線層13は、金属配線層13の露出した表面上にめっき処理を行ってもよい。めっき処理を行うことによって、半田接合やワイヤーボンディングなどの処理を行うことができる上に、金属配線層13が酸化腐蝕することを抑制することができる。めっきの種類としては一般的なめっきであればよく、例えば、金めっき、銀めっきまたはニッケル−金めっきなどがあげられる。
【００２８】
図３は、本実施形態の回路基板のその他の例を示す、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線における断面図である。
【００２９】
図３に示す回路基板２は、図１に示す回路基板１に加えて、ガラス層12と金属配線層13との界面に銅酸化物14ｂが存在している。
【００３０】
銅酸化物14ｂは、ガラス層12および金属配線層13の両方ともに接合しやすいので、ガラス層12と金属配線層13との界面に銅酸化物14ｂが存在すると、銅酸化物14ｂを介して金属配線層13とガラス層12との接合強度が高まる傾向がある。
【００３１】
本実施形態の回路基板１および２に用いられる基体11は、酸化アルミニウム質焼結体，酸化ジルコニウム質焼結体，窒化珪素質焼結体，窒化アルミニウム質焼結体またはムライト質焼結体であればよい。また、放熱性および加工性の観点から、基体11は、酸化アルミニウム質焼結体，窒化珪素質焼結体または窒化アルミニウム質焼結体よりなることが特に好ましい。
【００３２】
次に、本実施形態の回路基板１および２の製造方法について説明する。
【００３３】
図１に示す回路基板の製造方法を説明する。
【００３４】
（１）基体11の製造方法としては、例えば、まず、平均粒径が1.4〜1.8μｍ程度の酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３），酸化珪素（ＳｉＯ２）および酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の粉末を準備し、各粉末の合計含有量が100質量％となるように秤量した混合粉末を水等
の溶媒とともに回転ミルに投入して、混合する。なお、これらの粉末に加えて、酸化カル
シウム（ＣａＯ）の粉末を準備し、各粉末の合計含有量が100質量％となるように秤量し
た混合粉末を水等の溶媒とともに回転ミルに投入して、混合したものを用いてもかまわない。
【００３５】
次に、これにポリビニルアルコール，ポリエチレングリコール，アクリル樹脂またはブチラール樹脂等の中から少なくとも一種のバインダを、混合粉末100質量％に対して４〜
８質量％添加し、高純度のアルミナボールを用いて、さらに回転ミルで混合してスラリーを得る。さらに、このスラリーを用いて、ドクターブレード法でシートを成形するか、スラリーをスプレードライヤを用いて造粒体を作製し、ロールコンパクション法によってシートを成形する。また、作製したシートを金型による加工もしくはレーザ加工によって成形体を作製する。
【００３６】
そして、得られた成形体を、大気（酸化）雰囲気の焼成炉（例えば、ローラー式トンネル炉，バッチ式雰囲気炉およびプッシャー式トンネル炉）を用いて、焼成温度が1400〜1540℃となるように設定して焼成することによって基体11を作製することができる。なお、その他の公知の製造方法により、例えば、窒化珪素，窒化アルミニウムおよびムライト等のセラミックスからなる基体11を作製してもよい。また、複数の個片に分割できるように、分割溝を設けて多数個取り基板となる基体11を作製してもよい。
【００３７】
（２）次に、基体11の表面にガラスフリットを添加した銅を主成分とする金属ペーストを被着させて焼成し、ガラス層12および金属配線層13’を形成する。なお、金属ペーストの被着は公知のスクリーン印刷法で行えばよい。
【００３８】
また、金属配線層13’の厚さを調整するために、上記の工程に加えて、形成した金属配線層13’の上面に、金属ペーストを重ねてスクリーン印刷し焼成する工程を複数回行ってもよい。
【００３９】
ここで、金属ペーストは銅を50質量％以上含有すればよく、さらに80質量％以上含有することが望ましく、その他の含有成分としてはパラジウム，ニッケル，ストロンチウム，カルシウム，ジルコニウム，チタン，モリブデン，スズまたは亜鉛を含有してもよい。また、金属ペーストに含有される銅粉末の平均粒径は0.5μｍ以上10μｍ以下とすればよい
。また、金属ペーストのバインダとしては、例えば、アクリル樹脂、エチルセルロースを使用でき、溶剤としては、例えば、α−テルピネオール等が使用できる。また、金属ペーストにガラスフリットを添加することによって、金属ペースト中のガラス成分が溶融し、基体11の上面にガラス層12を形成することができる。ガラスフリットは、ＳｉＯ２，Ｂｉ２Ｏ３，ＳｉＯ２−Ｂｉ２Ｏ３系またはＺｎＯ２系のガラスを用いればよい。特に、基体11と接合しやすく、基体11とガラス層12との接合強度が高まる傾向があることから、ＳｉＯ２−Ｂｉ２Ｏ３系のガラスフリットを用いることが好ましい。なお、バインダは金属粉末の合計量を100質量％としたときに、２質量％以上10質量％以下添加すればよく、溶剤
は金属ペーストに含有する金属粉末の合計量を100質量％としたときに、５質量％以上15
質量％以下添加すればよい。また、ガラスフリットは１質量％以上20質量％以下添加すればよく、この範囲ならばガラス層12の厚さを0.5μｍ以上５μｍ以下とすることができる
。また、金属配線層13’を形成するための焼成条件は、窒素雰囲気において酸素濃度を0.1ｐｐｍ未満とし、焼成温度850〜1050℃、保持時間0.5〜２時間とすればよい。なお、焼
成した際の金属配線層13の厚さは５μｍ以上80μｍ以下とすればよい。
【００４０】
（３）続いて、金属配線層13’の上面にレジスト膜を形成し、エッチングによって（２）で形成した金属配線層13’は分割されて、複数の金属配線層13を形成する。レジスト膜およびレジスト膜を形成する方法は公知の方法で行えばよい。なお、エッチングに用いるエッチング液は、例えば塩化第二鉄、塩化第二銅またはアルカリからなるエッチング液を
用いればよい。またエッチング後は、レジスト膜は公知の方法で除去する。
【００４１】
（４）さらに、銅酸化物、例えばＣｕ２Ｏ粉末を50質量％以上80質量％以下、溶剤を20質量％以上50質量％以下に調整したペーストを用意し、隣接する金属配線層13の間のガラス層12の上面に、スプレー塗布によって被着させる。Ｃｕ２Ｏ粉末と溶剤の分量を調整することによって、銅酸化物14ａがガラス層12の上面に占める面積割合を調整することができ、溶剤の量を減らすことによって、銅酸化物14ａの面積割合を増やすことができる。そして、銅酸化物14ａを形成するための焼成条件は、焼成温度750〜850℃、保持時間0.5〜
２時間とすればよく、焼成雰囲気は、窒素雰囲気において酸素濃度を0.1ｐｐｍ未満とす
ればよい。
【００４２】
以上のように、（１）〜（４）に説明した製造方法により基体11の表面にガラス層12を有し、ガラス層12の上面に銅を主成分とする金属配線層13が間隔をあけて設けられているとともに、隣接する金属配線層13の間のガラス層12の上面に銅酸化物14ａが存在する回路基板１を製造することができる。
【００４３】
図３に示す回路基板２の製造方法を以下の（５）および（６）に説明する。なお、基体11の製造方法は、上述の（１）と同様なので省略する。
【００４４】
（５）ガラス層12，金属配線層13および銅酸化物14ａおよび14ｂとなる金属ペーストを公知のスクリーン印刷法で基体11の上面に被着させて後述の焼成条件により焼成する。
【００４５】
ここで、金属ペーストは、銅を50質量％以上含有すればよく、さらには80質量％以上含有することが望ましい。また、副成分として、パラジウム，ニッケル，ストロンチウム，カルシウム，ジルコニウム，チタン，モリブデン，スズまたは亜鉛を含有してもよい。銅粉末の平均粒径は0.5μｍ以上10μｍ以下とし、バインダとしては、例えば、アクリル系
樹脂を使用でき、溶剤としては、例えば、α−テルピネオールが使用できる。なお、バインダは金属粉末の合計量を100質量％としたときに、２質量％以上10質量％以下添加すれ
ばよく、溶剤は金属粉末の合計量を100質量％としたときに、５質量％以上15質量％以下
添加すればよい。さらに、ガラスフリットを金属粉末を100質量％としたときに、１質量
％以上10質量％以下添加すればよく、ガラスフリットは、例えば、ＳｉＯ２，Ｂｉ２Ｏ３，ＳｉＯ２−Ｂｉ２Ｏ３系またはＺｎＯ２系のガラスフリットを用いればよい。
【００４６】
金属ペーストの焼成条件は、焼成温度850〜1050℃、焼成時間0.5〜２時間とすればよい。このように金属ペーストを焼成することで、金属ペースト中のガラス成分が溶融し、基体11の上面にガラス層12が形成される。また、ガラス層12の上面には銅を主成分とする金属配線層13が形成される。
【００４７】
また焼成の際、焼成雰囲気を変更することによって、ガラス層12と金属配線層13との界面に銅酸化物14ａおよび14ｂが析出して存在することができ、例えば、窒素雰囲気において酸素濃度を0.1ｐｐｍ以上とすればよく、酸素濃度が高くなるほど銅酸化物14ａおよび14ｂの析出量が多くなる。また、銅酸化物14ａおよび14bを分散して存在させるには、酸素濃度を0.1ｐｐｍ以上20ｐｐｍ以下とすればよい。なお、焼成雰囲気が、窒素雰囲気で酸
素濃度を0.1ｐｐｍ未満では、銅酸化物はガラス層12と金属配線層13との界面に析出しに
くい。
【００４８】
なお、焼成した際の金属配線層13の厚さは５μｍ以上80μｍ以下とすればよい。
【００４９】
（６）次に、金属配線層13の上面にレジスト膜を形成し、エッチングによって金属配線層13を形成する。レジスト膜およびレジスト膜を形成する方法は公知の方法で行う。ここ
で、エッチングは塩化第二鉄、塩化第二銅またはアルカリからなるエッチング液を用いることによって、金属配線層13のみをエッチングすることができ、ガラス層12とエッチングした金属配線層13と間に析出した銅酸化物14ａを露出させることができる。また、レジスト膜は公知の技術を用いて除去する。
【００５０】
以上のように、（１），（５）および（６）に説明した製造方法により、基体11の少なくとも一方の主面上にガラス層12を有し、ガラス層12の上面に銅を主成分とする金属配線層13が間隔をあけて設けられているとともに、隣接する金属配線層13の間のガラス層12の上面に銅酸化物14ａが存在し、かつガラス層12と金属配線層13との界面に銅酸化物14ｂが存在する回路基板２を製造することができる。なお、上述した図２に示す拡大写真は回路基板２における隣接する金属配線層13の間のガラス層12の上面を拡大したＳＥＭ写真である。
【００５１】
図４は、本実施形態の電子装置の一例を示す概略断面図であり、（ａ）は図１の回路基板を用いた電子装置の断面図、（ｂ）は図２の回路基板を用いた電子装置の断面図である。
【００５２】
図４（ａ），（ｂ）に示す例の電子装置３，４は、本実施形態の回路基板1，２に電子
部品15が搭載されたものである。回路基板１および２のそれぞれの金属配線層13の上にそれぞれ電極パッド16ａ，16ｂが設けられ、電極パッド16ａの上に電子部品15が実装されている。そして、ボンディングワイヤ17によって電子部品15および電極パッド16ｂが電気的に接続される。
【００５３】
ここで電子部品15は、例えば、絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタ（ＩＧＢＴ）素子，インテリジェント・パワー・モジュール（ＩＰＭ）素子，金属酸化膜型電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）素子，発光ダイオード（ＬＥＤ）素子，フリーホイーリングダイオード（ＦＷＤ）素子，ジャイアント・トランジスタ（ＧＴＲ）素子，ショットキー・バリア・ダイオード（ＳＢＤ）等の半導体素子、昇華型サーマルプリンタヘッド用またはサーマルインクジェットプリンタヘッド用の発熱素子、ペルチェ素子等を用いることができる。
【００５４】
電子装置３および４は、回路基板１または２は放熱特性が高いので、信頼性が向上した電子装置とすることができる。
【００５５】
以下、本発明の実施例を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【００５６】
まず、試料Ｎｏ．１〜９を作製した。
【００５７】
各試料において縦の長さが120ｍｍ、横の長さが120ｍｍ、厚さが0.45ｍｍである、表１に記した主成分を含有する基体11を準備し、950℃で熱処理することによって、基体11の
表面に付着した有機物や残留炭素を除去した。また、基体11には、縦の長さが3.6ｍｍ、
横の長さが3.6ｍｍの個片に784個分割できるように縦横に分割溝を29本ずつ形成した。なお、アルミナを主成分とする基体11はアルミナを96質量％含有し、窒化珪素を主成分とする基体11は窒化珪素を90質量％含有し、窒化アルミニウムを主成分とする基体11は窒化アルミニウムを90質量％含有し、ムライトを主成分とする基体11はムライトを90質量％含有している。
【００５８】
次いで、試料Ｎｏ．１〜９においては基体11の主面に、銅粉末を85質量％、アクリル樹
脂および溶剤としてα−テルピネオールを合計11質量％およびＳｉＯ２−Ｂｉ２Ｏ３系ガラスフリットを４質量％含有する金属ペーストを、スクリーン印刷法により塗布した。そして、窒素雰囲気中において、酸素濃度を0.05ｐｐｍとし、焼成温度を800℃、焼成時間
を１時間とすることで、厚さが１μｍ、縦の長さが３ｍｍおよび横の長さが３ｍｍのガラス層12と、厚さが70μｍ，縦の長さが３ｍｍおよび横の長さが３ｍｍの金属配線層13とを形成した。次に、隣り合う金属配線層13の隙間が120μｍ、かつ隣り合う金属配線層13の
横の長さがそれぞれ均等になるように金属配線層13の上にエッチング用のレジスト膜を形成した。そして、塩化第二鉄溶液を用いてエッチング加工して金属配線層13を形成した。さらに、表１に記した銅酸化物14ａの面積割合となるようにＣｕ２Ｏ粉末を50質量％以上80質量％以下、溶剤を20質量％以上50質量％以下で調整したペーストを用いて、隣接する金属配線層13の間のガラス層12上にスプレー塗布し、焼成温度の最高温度を850℃、焼成
時間を１時間保持し焼成した。そして、基体11の分割溝に沿って、基体11を分割して表１に示す試料Ｎｏ．１〜９を得た。
【００５９】
次に、試料Ｎｏ．10〜13を作製した。
【００６０】
試料Ｎｏ．１〜９と同様にして、表１に示す基体11を作製し、基体11の上面に金属ペーストを被着させ、窒素雰囲気中において、表１に示す銅酸化物14ａおよび14ｂの面積割合となるように酸素濃度を0.1ｐｐｍ以上20ｐｐｍ以下で調整し、焼成温度を950℃、焼成時間を１時間とすることで、厚さが１μｍ、縦の長さが３ｍｍおよび横の長さが３ｍｍのガラス層12と厚さが70μｍ，縦の長さが３ｍｍおよび横の長さが３ｍｍの金属配線層13とを形成した。そして、金属配線層13の上にエッチング用のレジスト膜を、隣り合う金属配線層13の隙間が120μｍ、かつ隣り合う金属配線層13の横の長さがそれぞれ均等になるよう
に金属配線層13の上にエッチング用のレジスト膜を形成した。そして、塩化第二鉄溶液を用いてエッチング加工して金属配線層13を形成した。最後に、分割溝に沿って基体11を分割して表１に示す試料Ｎｏ．10〜13を得た。
【００６１】
次に、試料Ｎｏ．14〜17を作製した。
【００６２】
試料Ｎｏ．１〜９と同様にして、表１に記した基体11を作製し、基体11に金属ペーストを被着させて、酸素濃度を0.05ｐｐｍとして、焼成温度を950℃、焼成時間を１時間とす
ることで、厚さが１μｍ、縦の長さが３ｍｍおよび横の長さが３ｍｍのガラス層12および厚さが70μｍ，縦の長さが３ｍｍおよび横の長さが３ｍｍの金属配線層13を形成した。そして、金属配線層13の上にエッチング用のレジスト膜を、隣り合う金属配線層13の隙間が120μｍ、かつ隣り合う金属配線層13の横の長さがそれぞれ均等になるように金属配線層13の上にエッチング用のレジスト膜を形成して、塩化第二鉄溶液を用いてエッチング加工
して金属配線層13を形成した。最後に、分割溝に沿って基体11を分割して表１に示す試料Ｎｏ．14〜17を得た。
【００６３】
次に、試料Ｎｏ．１〜17について銅酸化物14ａおよび14ｂを確認するため、隣接する金属配線層13の間のガラス層12の上面、Ｘ線回折法によって確認した後、塩化第二鉄溶液を用いて金属配線層13をエッチングし、ガラス層12と金属配線層13の界面をＸ線回折法によって確認した。その結果、試料Ｎｏ．１〜９についてはＣｕ２Ｏが、試料Ｎｏ．10〜13はＣｕ２ＯおよびＣｕＯが確認されたが、試料Ｎｏ．14〜17は銅酸化物が確認されなかった。
【００６４】
次に、放熱特性試験用として試料Ｎｏ．１〜17を作製し、試料Ｎｏ．１〜17に、図４（ａ），（ｂ）に示すように，電子部品15として半導体素子を搭載して電子装置３，４を作製した後、試料Ｎｏ．１〜17のそれぞれを用いて作製した電子装置３，４に30Ａの電流を流した。電流を流してから５分間放置後にそれぞれの半導体素子の表面における温度をサ
ーモグラフィー（日本電子株式会社製、型番：ＪＴＧ−7200）で測定した。なお、測定距離は20ｃｍとした。
【００６５】
次に、ヒートサイクル試験用として試料Ｎｏ．１〜17を各40個作製し、冷熱衝撃試験装置を用いて各試料の環境温度を、室温から−45℃に降温して15分保持してから、昇温して125℃で15分保持した後、室温まで降温するというサイクルを１サイクルとしたヒートサ
イクル試験を行った。なお、作製した各40個の試料はそれぞれ個別に、2000サイクル〜4000サイクルの間で50サイクル毎にヒートサイクル試験を行った。
【００６６】
そして、上記ヒートサイクル試験を行った各40個の試料をガラス層12と金属配線層13との接合部の断面が観察できるようにレーザにより切断し、その断面をＳＥＭを用いて1000倍の倍率で観察してガラス層12と金属配線層13との剥離の有無について確認し、剥離が確認される最初のサイクル数を測定した。また、このときガラス層12のクラック数を数えた。
【００６７】
次に、各試料の金属配線層13の接合強度を測定するために、試料Ｎｏ．１〜17を各10個作製した。
【００６８】
図５は、回路基板の金属配線層の接合強度の測定方法を示す断面図である。
【００６９】
まず、接合強度を測定するための準備として、各試料の金属配線層13の表面に、Ｓｎ−Ｐｂ（６：４半田）系で全体に対してＡｇを２質量％とした半田18を用い、フラックスは、ロジン系合成樹脂にケトンとアルコール系溶剤とを混合したもので、半田付け装置（タムラ化研株式会社製、商品名：ＸＡ−100）を用い、225±５℃の温度で径が0.6ｍｍのメ
ッキ導線20（銅線にＳｎメッキ）を金属配線層13に半田付けした。
【００７０】
次に、このメッキ導線19を7.62ｍｍ／分の速度で引っ張り、金属配線層13が基体11から剥離するときの強度を測定して基体11に対する金属配線層13の接合強度とした。この試験装置は、ＡＮＺＡ ＴＥＣＨ社製のダイ・シェアリング・テスタ（型番：520Ｄ）を使用した。また、測定数は各試料数10個について測定し、その平均値を求めた。なお、メッキ導線19が金属配線層13から剥離した場合はデータから除外し、金属配線層13がガラス層12から剥離したときのデータを金属配線層13の接合強度とした。以上の測定結果を表１に示す。以上の測定結果を表１に示す。
【００７１】
【表１】
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【００７２】
表１から、基体11の主成分がアルミナである試料Ｎｏ．１〜６，10〜13および試料Ｎｏ
．14をそれぞれ対比すると、隣接する金属配線層13の間のガラス層12の上面に銅酸化物14ａが存在する試料Ｎｏ．１〜６および10〜13（以下、単に、銅酸化物14ａが存在するという。）は、銅酸化物14ａが存在しない試料Ｎｏ．14に比べて、表面温度が低くなっており放熱特性が高いことがわかった。また、同様に、基体11の主成分が同一である試料Ｎｏ．７,15，Ｎｏ．８，16およびＮｏ．９，17をそれぞれ対比すると、銅酸化物14ａが存在す
る試料Ｎｏ．７〜９が、試料Ｎｏ．15〜17に比べて表面温度が低くなっており放熱特性が高いことがわかった。また、銅酸化物14ａがガラス層12の上面に占める面積割合が大きいほど、放熱特性が高くなることがわかった。
【００７３】
また、表１のヒートサイクル試験後のガラス層12のクラック数をみると、銅酸化物14ａが存在する試料Ｎｏ．１〜13は、銅酸化物14ａが存在しない試料Ｎｏ．14〜17に比べてガラス層12のクラック数が少なかった。
【００７４】
また、銅酸化物14ａが存在し、かつ基体11の主成分がアルミナである試料Ｎｏ．１〜６および10〜13をそれぞれ対比すると、ガラス層12と金属配線層13との界面に銅酸化物14ｂが存在する（以下、単に、銅酸化物14ｂが存在するという。）試料Ｎｏ．10〜13の方が、銅酸化物14ｂが存在しない試料Ｎｏ．１〜６に比べて、ヒートサイクル試験で剥離が確認される最初のサイクル数の値が大きく、繰り返し熱応力が生じても、ガラス層12と金属配線層13との接合強度が高いので、ガラス層12と金属配線層13とが剥離しにくいことがわかった。
【００７５】
以上のことから、試料Ｎｏ．１〜13は、隣接する金属配線層13の間のガラス層12の上面に銅酸化物14ａが存在するので、回路基板１および２の放熱特性を向上することができる。さらに、試料Ｎｏ．１〜13は銅酸化物14ａがガラス層12の上面に存在することにより、ガラス層12に加わる熱伸縮などによる応力に対する強度が高いことがわかった。
【００７６】
また、放熱特性が高い試料Ｎｏ．１〜11に電子部品を搭載した電子装置３および４は、回路基板１または２に繰り返し熱応力が生じても放熱特性が高いので、信頼性が高い電子装置とすることができる。
【符号の説明】
【００７７】
１，２：回路基板
11：基体
12：金属配線層
13：ガラス層
14ａ，14b：銅酸化物
15：電子部品 
16a，16b：電極パッド 
17：ボンディングワイヤ
18：半田
19：めっき導線
【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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