(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスとセラミックフィラーとの混合物を焼成して得られる焼結体であって、該焼結体中に平均アスペクト比が３以上のメソ２珪酸バリウム結晶を含有することを特徴とするガラスセラミック焼結体。
【請求項２】
前記メソ２珪酸バリウム結晶が、５乃至７０体積％の割合で存在することを特徴とする請求項１記載のガラスセラミック焼結体。
【請求項３】
４０〜４００℃における熱膨張係数が８〜１８×１０−６／℃であることを特徴とする請求項１または請求項２記載のガラスセラミック焼結体。
【請求項４】
絶縁基板の表面および／または内部にメタライズ配線層が配設された配線基板であって、前記絶縁基板が、ガラスとフィラーの混合物を焼成して得られる焼結体からなり、該焼結体中に平均アスペクト比が３以上のメソ２珪酸バリウム結晶相を含有することを特徴とする配線基板。
【請求項５】
前記メソ２珪酸バリウム結晶が、５乃至７０体積％の割合で存在することを特徴とする請求項４記載の配線基板。
【請求項６】
４０〜４００℃における熱膨張係数が８×１０−６／℃以上であることを特徴とする請求項４または請求項５記載の配線基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラスセラミック焼結体と、そのガラスセラミック焼結体を絶縁基板として用いた配線基板に関し、より詳細には、Ｃｕ、Ａｇ等の金属によるメタライズ配線層の形成が可能で、且つ靱性、強度特性等に優れ、特に半導体素子等を搭載した配線基板パッケージ等の用途に適した焼結体の改良に関する。
【０００２】
【従来技術】
一般に、電子機器等に使用される配線基板は絶縁基板の表面あるいは内部にメタライズ配線層が配設された構造から成る。また、このような配線基板を用いた回路機器の代表例として、半導体素子、特にＬＳＩ（大規模集積回路素子）等の半導体集積回路素子を収容した半導体素子収納用パッケージが挙げられる。
【０００３】
この半導体素子収納用パッケージは、一般にアルミナ焼結体等の電気絶縁用材料から成り、上面中央部に半導体素子を搭載する絶縁基板と、半導体素子に接続されて素子の周囲から下面にかけて導出されるタングステン、モリブデン等の高融点金属から成る複数個のメタライズ配線層と、絶縁基板の側面または下面に形成されてメタライズ配線層が電気的に接続される複数個の接続端子と、蓋体とから構成され、絶縁基板上面に蓋体をガラス、樹脂等の封止材を介して接合し、絶縁基板と蓋体とから成る容器内部に半導体を気密に封止することによって形成される。
【０００４】
また、半導体素子収納用パッケージに用いる絶縁基板としては、これまでアルミナやムライト等の焼結体が用いられていたが、最近では、低温で焼結が可能で配線層として比較的安価なＣｕやＡｇ等を用いることができることから、ガラス焼結体等の焼結体から成る絶縁材料が種々提案され（例えば特開昭５０−１１９８１４号、特開昭５８−１７６６５１号、特公平３−５９０２９号、特公平３−３７７５８号等）、また、使用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
これらのパッケージにおける絶縁基板として従来使用されているアルミナ、ムライト等の焼結体は、２００ＭＰａ以上の高強度を有し、しかもメタライズ配線層等を多層化した場合でも信頼性が高く有用であるが、焼成温度が１５００℃以上と高く、このため、主として溶融点の関係から導体材料として導体抵抗が低く、且つ安価なＣｕ、Ａｇ等の金属を使用することができないという欠点があった。
【０００６】
そこで、最近では従来のアルミナ、ムライト等の焼結体における上記欠点が回避されたセラミック材料として、ホウケイ酸系ガラス等のガラスとアルミナ、シリカ、マグネシア等のフィラーとから成り、Ｃｕ等の金属と同時焼成が可能な低温焼成材料が使用されるようになってきている。しかしながら、従来のこれらガラスセラミック焼結体等の低温焼成材料は、一般的に強度が１５０ＭＰａ程度と低く、靱性も１．５ＭＰａ・ｍ1/2程度と低いために、取扱いに注意を払う必要があり、また、過酷な条件下では使用に耐えないという問題があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記課題に対して検討を重ねた結果、ガラスとフィラーとの混合物を焼成して得られるガラスセラミック焼結体中に、平均アスペクト比が３以上のメソ２珪酸バリウム結晶を生成、含有させることにより、ガラスセラミック焼結体の靱性及び強度特性を顕著に向上させることができることを見い出し、この知見に基づき本発明を完成するに至った。
【０００８】
また、本発明によれば、絶縁基板の表面および／または内部にメタライズ配線層が配設された配線基板であって、絶縁基板が、上記ガラスセラミック焼結体から成ることを特徴とする配線基板が提供される。
【０００９】
本発明のガラスセラミック焼結体は、ガラスとフィラーとの混合物を焼成して得られ、その焼成体中に、ミクロ組織構造として平均アスペクト比３以上の針状乃至柱状形状のメソ２珪酸バリウム結晶が分散状に存在していることが顕著な特徴である。この特定形状のメソ２珪酸バリウム結晶が含有されていることにより、本発明の焼結体は、クラック伝播の偏向等により焼結体の靱性が向上し、強度も高くなる。
【００１０】
すなわち、一般に焼結体の脆性破壊は、ミクロ組織構造的に見た微細欠陥点等その材料中で最も弱い点からまず極微小な亀裂が発生し、この微細亀裂が伝播して広がり破壊に至るものであるが、この亀裂は、一般の焼結体においては急速に一気に伝播する傾向を有する。ガラス、陶磁器等の通常の焼結体が靱性に劣り脆性破壊に弱いのはこのためであると考えられている。
【００１１】
本発明のガラスセラミック焼結体は、それ自体強靱な、針状乃至柱状形状のメソ２珪酸バリウム結晶で強度的に補強されているだけでなく、該針状乃至柱状結晶がガラスセラミック焼結体中に分散状に存在しているために、亀裂伝播がこの結晶の位置で偏向されたり、停止されたりすること等により亀裂の急速な直線的広がりが阻害され、このため優れた破壊靱性及び強度を示すものと考えられる。また、さらに本発明のガラスセラミック焼結体は製品のハンドリング性、信頼性にも優れている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明のガラスセラミック焼結体は、ガラスとセラミックフィラーとの混合物を焼成して得られ、その焼結体中に平均アスペクト比３以上の針状乃至柱状のメソ２珪酸バリウム（ＢａＯ・２ＳｉＯ２）結晶を分散生成させたものであるが、この焼結体は、低温での焼結が可能であると共に、得られた焼結体の破壊靱性、強度が従来のガラスセラミック焼結体に比べて著しく高いという特性を有する。
【００１３】
このガラスセラミック焼結体中に存在するメソ２珪酸バリウム結晶の平均アスペクト比は３以上であれば本発明の焼結体の優れた諸特性を充分に達成できるが、平均アスペクト比は４以上、特に４．５以上であることがより好ましい。平均アスペクト比が３未満、すなわち粒状、短柱状、塊状等の形状の結晶では、たとえメソ２珪酸バリウム結晶が存在していても本発明の焼結体の優れた破壊靱性、強度は十分には得られない。
【００１４】
ガラスセラミック焼結体中に占める該メソ２珪酸バリウム結晶の存在割合は５乃至７０体積％の範囲にあることが好ましく、特に１０乃至６０体積％にあることが特に好ましい。前記メソ２珪酸バリウム結晶の含有率が極端に少ない場合には、本発明の焼結体の有する優れた諸特性を達成することが難しい。
【００１５】
本発明のガラスセラミック焼結体を得るためのガラス成分としては、従来から公知のガラスが使用でき、例えばホウケイ酸亜鉛系ガラス、ホウケイ酸鉛系ガラス等が用いられる他、焼結体を高熱膨張化させる上では、ガラス成分として、４０〜４００℃における熱膨張係数が６〜１８×１０-6／℃のリチウム珪酸系ガラス、ＰｂＯ系ガラス、ＺｎＯ系ガラス、ＢａＯ系ガラス等の高熱膨張係数のガラスも使用することができる。
【００１６】
なお、上記ガラス成分の熱膨張係数は、結晶化ガラスの場合には、焼成温度で熱処理した後の熱膨張係数を指すものであり、線膨張係数を意味する。
【００１７】
リチウム珪酸系ガラスとしては、Ｌｉ2Ｏを５〜３０重量％、特に５〜２０重量％の割合で含有するものであり、焼成後に高熱膨張係数を有するリチウム珪酸を析出するものが好適に使用される。また、上記のリチウム珪酸ガラスとしては、Ｌｉ2Ｏ以外にＳｉＯ2を必須の成分として含むが、ＳｉＯ2はガラス全量中、６０〜８５重量％の割合で存在し、ＳｉＯ2とＬｉ2Ｏとの合量がガラス全量中、６５〜９５重量％であることがリチウム珪酸結晶を析出させる上で望ましい。また、これらの成分以外に、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、ＴｉＯ2、Ｂ2Ｏ3、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、Ｐ2Ｏ5、ＺｎＯ、Ｆ等が配合されていてもよい。なお、このリチウム珪酸ガラス中には、Ｂ2Ｏ3は１重量％以下であることが望ましい。
【００１８】
ＰｂＯ系ガラスとしては、ＰｂＯを主成分とし、さらにＢ2Ｏ3、ＳｉＯ2のうちの少なくとも１種を含有するものであり、焼成後にＰｂＳｉＯ3、ＰｂＺｎＳｉＯ4等の高熱膨張の結晶相が析出するものが好適に使用される。とりわけＰｂＯ（６５〜８５重量％）−Ｂ2Ｏ3（５〜１５重量％）−ＺｎＯ（６〜２０重量％）−ＳｉＯ2（０．５〜５重量％）−ＢａＯ（０〜５重量％）から成る結晶性ガラスや、ＰｂＯ（５０〜６０重量％）−ＳｉＯ2（３５〜５０重量％）−Ａｌ2Ｏ3（１〜９重量％）から成る結晶性ガラスが望ましい。
【００１９】
ＺｎＯ系ガラスとしては、ＺｎＯを１０重量％以上含有するものであり、焼成後にＺｎＯ・Ａｌ2Ｏ3、ＺｎＯ・ｎＢ2Ｏ3等の高熱膨張係数の結晶相が析出するものが好適に使用される。ＺｎＯ成分以外に、ＳｉＯ2（６０重量％以下）、Ａｌ2Ｏ3（６０重量％以下）、Ｂ2Ｏ3（３０重量％以下）、Ｐ2Ｏ5（５０重量％以下）、アルカリ土類酸化物（２０重量％以下）、Ｂｉ2Ｏ3（３０重量％以下）等が配合されていてもよい。とりわけＺｎＯ１０〜５０重量％−Ａｌ2Ｏ3１０〜３０重量％−ＳｉＯ2３０〜６０重量％から成る結晶性ガラスやＺｎＯ１０〜５０重量％−ＳｉＯ2５〜４０重量％−Ａｌ2Ｏ3０〜１５重量％−ＢａＯ０〜６０重量％−ＭａＯ０〜３５重量％から成る結晶性ガラスが望ましい。
【００２０】
さらに、ＢａＯ系ガラスとしては、ＢａＯを１０重量％以上含有し、焼成後にメソ２珪酸バリウム（ＢａＯ・２ＳｉＯ２）、ＢａＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８、ＢａＢ２Ｓｉ２Ｏ８等の結晶相を析出するものが採用される。ＢａＯ以外の成分としてＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、アルカリ土類金属酸化物、アルカリ金属酸化物等を含む場合もある。
【００２１】
本発明のガラスセラミック焼結体を得るためには、とりわけメソ２珪酸バリウム結晶を析出させるガラスを用いることが望ましい。このようなガラスとしては、ＢａＯを４０〜６０重量％と、ＳｉＯ２を２０〜５０重量％の割合で含有し、ＢａＯとＳｉＯ２との合量がガラス全量中、６０〜９５重量％であるものが好適に使用される。
【００２２】
一方、フィラー成分としては、焼結体中に針状乃至柱状のメソ２珪酸バリウム（ＢａＯ・２ＳｉＯ２）を析出させる上で、メソ２珪酸バリウムの他、ＢａＯ等の粉末を添加することができる。なお、ＢａＯからメソ２珪酸バリウムに変換させるためには、他フィラーとして非晶質ＳｉＯ２、クオーツ（石英）、クリストバライト、トリジマイト等のＳｉＯ２系フィラーとともに添加して、ＢａＯとＳｉＯ２とを反応させてメソ２珪酸バリウムを生成析出させることができる。
【００２３】
その他、フィラー成分としては、上記以外に、ＭｇＯ、ＺｒＯ2、ペタライト（ＬｉＡｌＳｉ4Ｏ10）等公知のセラミックフィラーを用いることができる。
【００２４】
また、焼結体の４０〜４００℃における熱膨張係数を８〜１８×１０-6／℃に高める上では、セラミックフィラーとして、４０〜４００℃における熱膨張係数が６×１０-6／℃以上のセラミックフィラーを配合することが望ましい。
【００２５】
熱膨張係数が６×１０-6／℃以上のセラミックフィラーとしては、前記クオーツ（石英）、クリストバライト、トリジマイト、ＺｒＯ2、ＭｇＯ、ペタライト以外に、フォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ2）、スピネル（ＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3）、ウォラストナイト（ＣａＯ・ＳｉＯ2）、モンティセラナイト（ＣａＯ・ＭｇＯ・ＳｉＯ2）、ネフェリン（Ｎａ2Ｏ・Ａｌ2Ｏ3・ＳｉＯ2）、リチウムシリケート（Ｌｉ2Ｏ・ＳｉＯ2）、ジオプサイド（ＣａＯ・ＭｇＯ・２ＳｉＯ2）、メルビナイト（２ＣａＯ・ＭｇＯ・２ＳｉＯ2）、アケルマイト（２ＣａＯ・ＭｇＯ・２ＳｉＯ2）、カーネギアイト（Ｎａ2Ｏ・Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2）、エンスタタイト（ＭｇＯ・ＳｉＯ2）、ホウ酸マグネシウム（２ＭｇＯ・Ｂ2Ｏ3）、セルシアン（ＢａＯ・Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2）、Ｂ2Ｏ3・２ＭｇＯ・２ＳｉＯ2、ガーナイト（ＺｎＯ・Ａｌ2Ｏ3）、ＣａＴｉＯ3、ＢａＴｉＯ3、ＳｒＴｉＯ3、ＴｉＯ2等が挙げられる。これらの中でも、クオーツ、トリジマイト等のＳｉＯ2系材料や、フォルステライト、エンスタタイトの群から選ばれる少なくとも１種が高熱膨張化を図る上で望ましい。
【００２６】
これらのガラスおよびセラミックフィラーは、ガラスを１０〜９０体積％と、フィラーを１０〜９０体積％の割合で配合されたものであることが望ましく、特にガラスを２０〜８０体積％と、フィラーを２０〜８０体積％の割合で配合されるのが低温焼結性および焼結体強度を高める上で望ましい。
【００２７】
本発明のガラスセラミック焼結体中に、針状乃至柱状のメソ２珪酸バリウム結晶を析出させるためには、必ずしもこれに限定されるものではないが、前述したようなガラス成分とフィラー成分とを配合したガラスセラミック組成物を形成後、最適焼成温度よりも低い７８０℃の温度で一次的に保持することにより、メソ２珪酸バリウム、または反応によって生成したメソ２珪酸バリウムを針状乃至柱状に粒成長させることができる。その後、９００乃至１０５０℃の最適焼成温度で焼成することにより、緻密化を図ることができる。
【００２８】
この時、上記の一次的な保持を行わずに最適焼成温度まで上昇させてしまうと、針状または柱状に成長する前に緻密化してしまい、針状化乃至柱状化が阻害されてしまい、アスペクト比が３以上のメソ２珪酸バリウム結晶を生成させることができなくなる場合がある。
【００２９】
本発明のガラスセラミック焼結体は、上述した成分から成るガラス成分とフィラー成分との混合物に対して、適当な成形のための有機樹脂バインダーを添加した後、所望の成形手段、例えば金型プレス、冷間静水圧プレス、射出成形、押出し成形、ドクターブレード法、カレンダーロール法、圧延法等により任意の形状に成形する。
【００３０】
次に、上記の成形体の焼成にあたっては、まず、成形のために配合したバインダー成分を除去する。バインダーの除去は、７００℃前後の大気または窒素雰囲気中で行われるが、配線導体として、例えばＣｕを用いる場合には、１００〜７００℃の水蒸気を含有する窒素雰囲気中で行われる。この時、成形体の収縮開始温度は７００〜８５０℃程度であることが望ましく、かかる収縮開始温度がこれより低いとバインダーの除去が困難となる。
【００３１】
焼成は、酸化性雰囲気または非酸化性雰囲気中で行われるが、前述した通り、７８０℃の温度で一次的に保持して針状乃至柱状メソ２珪酸バリウムの結晶を成長させた後、８５０乃至１０５０℃の温度で焼成することが望ましい。これにより相対密度９０％以上までは緻密化される。この時の焼成温度が１０５０℃を越えるとＣｕ等のメタライズ配線層との同時焼成でメタライズ層が溶融してしまう。なお、Ｃｕ等の配線導体と同時焼成する場合には、非酸化性雰囲気中で焼成される。
【００３２】
このようにして作製されたガラスセラミック焼結体中には、針状乃至柱状のメソ２珪酸バリウム結晶以外に、ガラス成分から生成した結晶相、ガラス成分とフィラー成分との反応により生成した結晶相、あるいはフィラー成分として予め含まれていた結晶相、あるいはフィラー成分が分解乃至変態して生成した結晶相等が存在し、これらの結晶相の粒界にはガラス相が存在する場合もある。
【００３３】
このようにして作製された本発明のガラスセラミック焼結体は、４０〜４００℃における熱膨張係数が８〜１８×１０-6／℃であることが望ましく、この場合、配線基板やパッケージとしてＰＣボード等の外部回路基板への実装した際の熱膨張差に起因する熱応力の発生を抑制することができる。
【００３４】
次に、前記ガラスセラミック焼結体を絶縁基板として用いた本発明の配線基板及びその配線基板を用いた半導体素子収納用パッケージの実装構造を、添付図面に基づき具体的に説明する。
（ＢＧＡ型実装構造）
図１及び図２は、本発明の半導体素子収納用パッケージの実装構造の一例を示す図であり、図１、図２はボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）型パッケージの例を示す。この半導体素子収納用パッケージは絶縁基板の表面あるいは内部にメタライズ配線層が配設された、いわゆる配線基板を基礎的構造とするものである。
【００３５】
図において、Ａは半導体素子収納用パッケージ、Ｂは外部回路基板である。図１の半導体素子収納用パッケージＡは、絶縁基板１と蓋体２とメタライズ配線層３と接続端子４及びパッケージの内部に収納される半導体素子５により構成され、絶縁基板１及び蓋体２は半導体素子５を内部に気密に収容するためのキャビティ６を構成する。
【００３６】
つまり、キァビティ６内の絶縁基板１の上面中央部には半導体素子５が接着剤を介して接着固定される。また、絶縁基板１には半導体素子５の周辺から下面にかけて複数個のメタライズ配線層３が被着形成されており、さらに絶縁基板１の下面には図２に示すように多数の接続端子４が設けられており、接続端子４はメタライズ配線層３と電気的に接続されている。この接続端子４は、電極パッド７に対して半田（錫−鉛合金）等のロウ材から成る突起状端子８が取着された構造から成る。
【００３７】
一方、外部回路基板Ｂは、有機樹脂を含む材料から成るガラスーエポキシ樹脂の複合材料等から構成される絶縁体９の表面に配線導体として、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｐｂ−Ｓｎ等の金属から成る配線導体１０が被着形成された一般的なプリント基板である。
（実装方法）
半導体素子収納用パッケージＡを外部回路基板Ｂに実装するには、パッケージＡの絶縁基板１下面の電極パッド７に取着されている半田から成る突起状端子８を外部回路基板Ｂの配線導体１０上に載置当接させ、しかる後、約２５０乃至４００℃の温度で加熱することにより、半田等のロウ材から成る突起状端子８自体が溶融し、配線導体１０に接合させることによって外部回路基板Ｂ上に実装させる。この時、配線導体１０の表面には接続端子４とのロウ材による接続を容易に行うためロウ材が被着形成されていることが望ましい。
【００３８】
また、他の例として、図２に示すように接続端子４として電極パッド７に対して高融点材料から成る球状端子１１を低融点ロウ材１２によりロウ付けしたものが適用できる。この高融点材料は、ロウ付けに使用される低融点ロウ材１２よりも高融点であることが必要で、ロウ付け用の低融点ロウ材１２が、例えばＰｂ４０重量％ーＳｎ６０重量％の低融点半田から成る場合、球状端子１１は、例えばＰｂ９０重量％ーＳｎ１０重量％の高融点半田や、Ｃｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｆｅ等の金属により構成される。
【００３９】
かかる構成においてはパッケージＡの絶縁基板１下面の電極パッド７に取着されている球状端子１１を外部回路基板Ｂの配線導体１０に載置当接させ、しかる後、球状端子１１を半田等の低融点ロウ材１３により配線導体１０に当設させて外部回路基板Ｂ上に実装することができる。また、低融点ロウ材１３としてＡｕ−Ｓｎ合金を用いて接続端子４を外部回路基板Ｂに接続しても良く、さらに上記球状端子１１に替えて柱状の端子を用いてもよい。
【００４０】
【実施例】
表１に示す各種組成から成るガラス粉末に対して、フィラーとして、メソ２珪酸バリウム、クオーツ、ＢａＯの少なくともいずれかを含むフィラーを表２、表３に示す割合で添加混合し、この混合物をさらに粉砕した後、有機バインダーを添加して、十分に混合した後、得られた混合物を１軸プレス法により、３．５×１５ｍｍの形状の成形体に成形した。そして、この成形体を７００℃のＮ２＋Ｈ２Ｏ雰囲気中で脱バインダー処理した後、表２及び表３に示す条件で焼成した。
（特性評価）
・結晶相
得られたガラスセラミック焼結体に対して、Ｘ線回折測定を行い、メソ２珪酸バリウムの生成とともに他の結晶相を同定し、メソ２珪酸バリウムの生成が認められた試料について焼結体表面を鋭面研磨し、研磨表面に確認されるメソ２珪酸バリウム結晶の短軸長、長軸長を測定してアスペクト比を求め、任意の５０個の粒子の平均アスペクト比（長軸径／短軸径）を求めた。
（機械的、熱的特性）得られた焼結体に対して、ＪＩＳＲ１６０１に基づき４点曲げ抗折強度を測定した。また、破壊靱性については、ＪＩＳＲ１６０２に基づくＩＦ法に従って求めた。また、４０〜４００℃の熱膨張係数を測定し表２及び表３に示した。
（実装時の熱サイクル特性（ＴＣＴ））また、表２における各原料組成物を用いて、ドクターブレード法により厚み５００μｍのグリーンシートを作製し、このシート表面にＣｕメタライズペーストをスクリーン印刷法に基づき塗布した。また、グリーンシートの所定箇所にスルーホールを形成しその中にもＣｕメタライズペーストを充填した。そして、メタライズペーストが塗布されたグリーンシートをスルーホール間で位置合わせしながら６枚積層し圧着した。この積層体を７００℃のＮ２＋Ｈ２Ｏ雰囲気中で脱バインダー処理した後、各焼成温度で窒素雰囲気中でメタライズ配線層と絶縁基板とを同時焼成し配線基板を作製した。
【００４１】
次に、配線基板の下面に設けられた電極パッドに図１に示すようにＰｂ９０重量％、Ｓｎ１０重量％から成る球状半田ボールを低融点半田（Ｐｂ３７％−Ｓｎ６３％）により取着した。なお、接続端子は、１ｃｍ2当たり３０端子の密度で配線基板の下面全体に形成した。
【００４２】
そして、この配線基板を、ガラス−エポキシ基板から成る４０〜８００℃における熱膨張係数が１３×１０-6／℃の絶縁体の表面に銅箔から成る配線導体が形成されたプリント基板表面に実装した。実装は、プリント基板の上の配線導体と配線基板の球状端子とを位置合わせし、低融点半田によって接続実装した。
【００４３】
次に、上記のようにしてパッケージ用配線基板をプリント基板表面に実装したものを大気の雰囲気にて−４０℃と１２５℃の各温度に制御した恒温槽に試験サンプルを１５分／１５分の保持を１サイクルとして最高１０００サイクル繰り返した。そして、各サイクル毎にプリント基板の配線導体とパッケージ用配線基板との電気抵抗を測定し電気抵抗に変化が現れるまでのサイクル数を測定し、１０００サイクル後も変化のないものをＯＫ、変化のあったものをＮＧと表記した。
【００４４】
なお、従来のガラスセラミック焼結体として、表１のＮｏ．４のガラスに、セラミックフィラーとしてメソ２珪酸バリウム以外のフィラーを用いて焼成したもの（試料Ｎｏ．３７、３８）についても同様の評価を行なった。
【００４５】
【表１】
0003827498.tif 000002
【００４６】
【表２】
0003827498.tif 000003
【００４７】
【表３】
0003827498.tif 000004
【００４８】
表２及び表３より明らかなように、平均アスペクト比が３以上のメソ２珪酸バリウム結晶を含む本発明のガラスセラミック焼結体は、従来のガラスセラミック焼結体（試料Ｎｏ．３７、３８）に比較して強度および靱性の点でいずれも優れた特性を示した。
【００４９】
しかし、メソ２珪酸バリウムの平均アスペクト比が３未満の焼結体（試料Ｎｏ．１、２、６、８、１０、２０、２２、２４、２６、２８、３０、３２、３３）では十分な強度および靱性の向上が得られなかった。また、熱サイクル試験の結果によれば、焼結体の４０〜４００℃の熱膨張係数が８×１０−６／℃以上の焼結体を用いた配線基板は、１０００サイクルまでの試験に十分に耐えるものであった。
【００５０】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明のガラスセラミック焼結体は、低温で焼成できるためＡｇ、Ｃｕ金属を用いたメタライズ配線層の形成が可能で、且つ靱性、強度特性に優れ、電子機器等の配線基板用絶縁基板材料として特に好適である。また、この焼結体を絶縁基板として用いた半導体素子収納用パッケージ、及びその実装構造は高集積大型パッケージにおいても高度の信頼性を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＢＧＡ型半導体素子収納用パッケージの実装構造を説明する図面（断面図）である。
【図２】接続端子の他の実施例における要部拡大断面図である。
【符号の説明】
１  絶縁基板
２  蓋体
３  メタライズ配線層
４  接続端子
５  半導体素子
６  キャビティ
７  電極パッド
８  突起状端子
９  絶縁体
１０  配線導体
１１  球状端子
１２  低融点ロウ材
１３  ロウ材
Ａ  半導体素子収納用（ＢＧＡ型）パッケージ
Ｂ  外部回路基板
【図１】
0003827498.tif 000005
【図２】
0003827498.tif 000006