(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
引っ張り強さが２４０Ｎ／ｍｍ2以上、耐力１７０Ｎ／ｍｍ2以上、伸び１５％以上の物理特性を有する金属材料を含む基体と、
前記基体の一方の面に設けられた絶縁膜と、
前記絶縁膜を介して前記基板の一方の面に設けられた薄膜配線と、
前記基体の他方の面に設けられた接合膜と、を具備し、
前記基体の一方の面の表面粗さを中心線平均粗さで０．１μｍ以下とし、
前記基体の他方の面の表面粗さを中心線平均粗さで０．１μｍ〜０．３μｍとし、前記基体を長さ２２ｍｍの板状にしたときの前記基体の反りを０．１ｍｍ以下としたことを特徴とする金属配線基板。
【請求項２】
前記絶縁膜は、無機材料であることを特徴とする請求項１に記載した金属配線基板。
【請求項３】
前記接合膜は、金膜を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項２のいずれかに記載した金属配線基板。
【請求項４】
前記絶縁膜の平均膜圧を１としたとき、前記絶縁膜の異常突起の高さを０．１以下としたことを特徴とする請求項１乃至請求項２のいずれかに記載の金属配線基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子機器等に用いられる金属配線基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は従来の金属配線基板を示す断面図である。図５において、１００は基板で、基板１００はチタンで構成されている。１０１は基板１００上に設けられた絶縁膜、１０２は絶縁膜１０１の上に設けられた薄膜配線で、薄膜配線１０２は金属膜の単層構造かもしくは多層構造となっている。この様に構成された金属配線基板は、薄膜配線に溝などを形成することによって、独立した薄膜配線１０２を形成し、電子部品などを載置する事によって、回路を構成していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら以上のような構成では、電子機器などの小型化，薄型化が進んで行くに連れて、金属配線基板も小型化，薄型化が求められてきており、薄膜配線の幅を狭くしたりして、実装密度を向上させる必要が出てきたが、従来の製造方法や構成では、断線や導電不良等を起こす事があった。
【０００４】
又、金属配線基板のサイズも小さくなってきており、金属配線基板を他の回路基板に取り付ける際に、接合面積が小さくなり、接合強度が小さくなってしまうという問題点があった。
【０００５】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、断線や導電不良のない良好な薄膜配線を得ることができる金属配線基板を提供することを目的とする。
【０００６】
又、サイズが小さくなっても接合強度が大きな金属配線基板を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、引っ張り強さが２４０Ｎ／ｍｍ2以上、耐力１７０Ｎ／ｍｍ2以上、伸び１５％以上の物理特性を有する金属材料を含む基体と、前記基体の一方の面に設けられた絶縁膜と、前記絶縁膜を介して前記基板の一方の面に設けられた薄膜配線と、前記基体の他方の面に設けられた接合膜と、を具備し、前記基体の一方の面の表面粗さを中心線平均粗さで０．１μｍ以下とし、前記基体の他方の面の表面粗さを中心線平均粗さで０．１μｍ〜０．３μｍとし、前記基体を長さ２２ｍｍの板状にしたときの前記基体の反りを０．１ｍｍ以下としたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
請求項１に係る発明は、引っ張り強さが２４０Ｎ／ｍｍ2以上、耐力１７０Ｎ／ｍｍ2以上、伸び１５％以上の物理特性を有する金属材料を含む基体と、前記基体の一方の面に設けられた絶縁膜と、前記絶縁膜を介して前記基板の一方の面に設けられた薄膜配線と、前記基体の他方の面に設けられた接合膜と、を具備し、前記基体の一方の面の表面粗さを中心線平均粗さで０．１μｍ以下とし、前記基体の他方の面の表面粗さを中心線平均粗さで０．１μｍ〜０．３μｍとしたものである。さらに、前記基体を長さ２２ｍｍの板状にしたときの前記基体の反りを０．１ｍｍ以下とした。これにより、前記基体として引っ張り強さが２４０Ｎ／ｍｍ2以上、耐力１７０Ｎ／ｍｍ2以上、伸び１５パーセント以上の物理特性を有する金属材料を採用して、且つ前記基体の一方の面と他方の面とで表面粗さを異ならせることで、断線等の不具合が生じない良好な薄膜配線を形成しつつ、他の基板への十分な接合強度を得ることで取付強度を強化できる。さらに、他の基板と接合した際の他の基板との間に生じる隙間を小さくすることができ、他の基板との密着性を向上させることができる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、前記絶縁膜は、無機材料であることを特徴とする請求項１に記載した金属配線基板であり、チタンを含む基体と前記基板の一方の面に設けられた薄膜配線との絶縁性を好適に形成することができる。
【００１０】
請求項３に係わる発明は、前記接合膜は、金膜を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項２のいずれかに記載した金属配線基板であり、他の回路基板と接合する際の半田との接合性がよい金膜を表面に配置させることができるので良好な接合性を有することができる。
【００１１】
請求項４に係わる発明は、前記絶縁膜の平均膜圧を１としたとき、前記絶縁膜の異常突起の高さを０．１以下としたことを特徴とする請求項１乃至請求項２のいずれかに記載の金属配線基板であり、薄膜配線を良好な膜構成とすることができ、断線の発生を抑え、しかも導通不良を低減させることができる。
【００１７】
以下、本発明におけるの実施の形態について説明する。
図１，図２はそれぞれ本発明の一実施の形態における金属配線基板を示す平面図及び部分断面図である。
【００１８】
図１，図２において、１は基体で、基体１の形状は方形状の板状体で、この様な形状にすることによって、他の電子回路等への取付を行う際に、基体１の角部や直線部分を位置決めの基準とする事ができるので、実装性などが向上する。なお、上述の構成では、角部が尖っているために、欠け等が発生することがあるので、その欠けを防止するために円板状にしたり、楕円板状にすることも可能である。
【００１９】
基体１は、タングステン，モリブデン，ニッケル，鉄，チタン，アルミ，銅，等の金属材料の少なくとも一つを含む材料かもしくはそれら金属材料単体及び、その金属材料単体に他の元素を添加した材料等で構成されている。また、基体１としては、シリコンかもしくはシリコンと他の元素から構成された材料を用いる事もできる。特にそれらの材料の中でも基体１をチタン単体か、チタンに炭素，水素，酸素，窒素，鉄，アルミの少なくとも一つを含んだ金属材料で構成することが好ましい。それら元素を含んだ金属材料は、引っ張り強さが２４０Ｎ／ｍｍ2以上、耐力１７０Ｎ／ｍｍ2以上、伸び１５％以上（ＪＩＳ規格による）等の物理特性を有する。なお、本実施の形態では、基体１を金属材料で構成したが、シリコンで構成しても良い。また、基体１は複数の金属板を積層して構成しても良い。
【００２０】
基体１の厚さは、十分な機械的強度を有ししかもなるべく薄型を実現できるように、０．５ｍｍ〜２．０ｍｍとする事が好ましい。
【００２１】
基体１には、配線形成面２及び取付面３が設けられており、一般に配線形成面２の表面粗さはＲａ（以下表面粗さは全てＲａ：中心線平均粗さ）で０．１μｍ以下（好ましくは０．０６μｍ以下）とすることで、断線等の不具合が生じない良好な薄膜配線を形成することができ、取付面３の表面粗さを０．１μｍ〜０．３μｍとすることによって、他の配線基板に接合材などで取り付ける場合に、十分な接合強度を得ることができる。なお、取付面３の表面粗さが０．３μｍ以上であると、基体１自体の機械的強度や、取付姿勢などの問題が生じる。この様に、配線形成面２と取付面３の表面粗さを異ならせる事で、良好な薄膜配線を形成でき、しかも他の配線基板への取付強度を強化させる事ができる。
【００２２】
基体１の配線形成面２及び取付面３の表面粗さは、例えば配線形成面２には、ラップ加工及びポリッシュ加工の２つの加工を施し、取付面３にはラップ加工のみを行うことで調整可能である。
【００２３】
また、基体１の反りは良好な薄膜配線を作製する上で、非常に重要である。この基体１の反りの度合いとして、図３に示す様に、長さ２２ｍｍの板状にした基体１の最大窪み量Ｓを測定した。その結果、反りが０．１ｍｍより大きくなると、薄膜配線がうまく形成できなかったり、取付がうまくいかなかったりする事がある。従って、上記条件で反りが０．１ｍｍ以下となる様に、基体１を作製することが好ましい。また、反りが０．１ｍｍ以下であると、他の回路基板上に載置した際にも、他の回路基板との間に生じる隙間を非常に小さくする事ができるので、他の回路基板との密着性を向上させることができるので良好な接合を得ることができる。
【００２４】
更に、取付面３には、レーザー等によって、生産地，品番，会社名，ロット番号，シリアル番号の少なくとも一つを刻印した事によって、印刷やシールなどを貼り付けることなく、所望の表示を行うことができるので、電気特性や取付性を阻害することはない。特にレーザーで刻印する事によって、基体１に在留応力や、クラックが発生する事等を抑制できる。
【００２５】
４は少なくとも配線形成面２上に設けられた絶縁膜で、絶縁膜４の構成材料には無機材料が好適に用いられる。無機材料としては、絶縁性の大きな、酸化シリコン（ＳｉＯ2等）や酸化アルミ（Ａｌ2Ｏ3等）が用いられる。特に、基体１上に形成する材質としては、熱伝導性や後に絶縁膜４に研磨加工を施す際に、絶縁膜４にチッピングやスクラッチ痕等の発生が抑えられる等を考慮するとＡｌ２Ｏ３を用いる事が好ましい。絶縁膜４はその構成材質の特性から、スパッタリング法や蒸着法等の物理的薄膜形成技術で構成することが好ましい。
【００２６】
絶縁膜４の膜厚は、５μｍ〜２０μｍとする事が好ましく、膜厚が５μｍ以下であると、十分な基体１との絶縁性を確保することができず、絶縁膜４が２０μｍ以上であると、コストなどの面で不利になる。
【００２７】
絶縁膜４には、後述する配線薄膜５を良好に形成する様に、異常突起の高さを絶縁膜４の平均厚みを１とした場合に、０．１以下好ましくは０．０１以下とする事が好ましい。異常突起とは、図４に示すｈの高さである。以上の様な異常突起の高さにするには、諸条件でポリッシュ加工などを行うことで実現できる。
【００２８】
５は絶縁膜４上に設けられた薄膜配線で、薄膜配線５は少なくとも一つの絶縁膜４まで達した溝や窪み部の絶縁領域５ａによって、複数の導電領域５ｂで構成されている。また、薄膜配線５の外周部と基体１の外周部の間にはリセスＰ（０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ）が設けられており、この構成によって、基体１の外周部が他の部材等に衝突して欠けても、薄膜配線５に達することは、ほとんど発生せず、薄膜配線５の断線等を防止できる。
【００２９】
薄膜配線５は例えば導電材料を単層構造あるいは多層構造にて構成される。薄膜配線５を多層構造で構成する場合には、例えば、絶縁膜４側から密着強化膜６，導電膜７，保護膜８を含む構成とすることが好ましい。密着強化膜６としては、チタン，クロム，ニッケル−クロム等の導電性材料の少なくとも一つが好適に用いられ、しかも密着強化膜６は膜厚３００Å〜７００Åで形成されることが好ましい。導電膜７としてはニッケルやアルミ等の導電性の大きな材料の少なくとも一つが好適に用いられ、しかも導電膜７は膜厚４０００Å〜７０００Åで形成されることが好ましい。保護膜８は金，銀，パラジウム等の耐候性が大きく導電性の大きな貴金属材料の少なくとも一つが好適に用いられ、しかも保護膜８は、８００Å〜１３００Åの範囲で形成することが好ましい。
【００３０】
また、密着強化膜６，導電膜７，保護膜８はそれぞれ、スパッタリング法や蒸着法などの物理的薄膜形成技術で構成される。
【００３１】
密着強化膜６は３００Å以下であると、密着性が思うように向上せず、７００以上であると密着性についてはあまり向上しない。また、導電膜７は４０００Å以下であると薄膜配線５の導電性が悪くなり、７０００Å以上であると膜厚が厚くなり、配線の密度向上の妨げとなる。保護膜８は８００Å以下では十分な耐候性を得ることは困難で、１３００Å以上であると、貴金属等で構成されるので、コストの面で非常に不利になる。
【００３２】
なお、最も効果的な膜構成は、密着強化膜６にチタン膜、導電膜７にはニッケル膜、保護膜８には金膜を用いることである。
【００３３】
なお、絶縁領域５ａの形成方法としては、まず絶縁膜４上に密着強化膜６，導電膜７，保護膜８を全面に形成した後に、その導電薄膜上に感光性のフォトレジストを塗布して硬化させた後に、露光して現像し、導電薄膜を残す部分にフォトレジストを残留させる。その後にエッチング等によって、フォトレジストが残留した部分以外の不要な導電薄膜を取り除き、その後に残留したフォトレジストを除去して薄膜配線５を形成する。
【００３４】
この様に構成された金属配線基板上に、ＩＣ等の集積回路，抵抗，コンデンサ，インダクタ等の電子部品の少なくとも一つを実装し、回路基板を構成する。この時、保護膜８を金膜で形成すると、上記電子部品との電気的接合性及び機械的接合性を向上させることができる。
【００３５】
なお、この金属配線基板を他の回路基板や他の部材等に接合する場合には、取付面３を他の回路基板等に対向させ、接合材などで接着させる。
【００３６】
この時、接合材と基体１の相性が悪い場合には、取付面３上に接合膜９を設けることが好ましい。例えば、接合材に半田を用いた場合には、チタンを含む材質で基体１を形成した場合には、非常に接合性が悪くなる。この様な場合には、前述の様に接合膜９を形成することが好ましい。接合膜９は単層で構成することも可能であるが、密着性やコスト面などを考慮すると、多層膜で構成した方がよく、例えば、基体１上にチタン膜１０，ニッケル膜１１，金膜１２を順に形成することが好ましい。この様な構成によって、接合膜９と基体１との接合強度を強くしつつ半田との接合性が良い金膜１２を表面に配置させているので、良好な接合性を有する事ができる。
【００３７】
なお、本実施の形態では、密着強化膜，導電膜，保護膜というように説明したが、単なる金属膜の積層体でもよい。
【００３８】
【発明の効果】
本発明は、引っ張り強さが２４０Ｎ／ｍｍ2以上、耐力１７０Ｎ／ｍｍ2以上、伸び１５％以上の物理特性を有する金属材料を含む基体と、前記基体の一方の面に設けられた絶縁膜と、前記絶縁膜を介して前記基板の一方の面に設けられた薄膜配線と、前記基体の他方の面に設けられた接合膜と、を具備し、前記基体の一方の面の表面粗さを中心線平均粗さで０．１μｍ以下とし、前記基体の他方の面の表面粗さを中心線平均粗さで０．１μｍ〜０．３μｍとしたものである。さらに、前記基体を長さ２２ｍｍの板状にしたときの前記基体の反りを０．１ｍｍ以下とした。これにより、前記基体として引っ張り強さが２４０Ｎ／ｍｍ2以上、耐力１７０Ｎ／ｍｍ2以上、伸び１５パーセント以上の物理特性を有する金属材料を採用して、且つ前記基体の一方の面と他方の面とで表面粗さを異ならせることで、断線等の不具合が生じない良好な薄膜配線を形成しつつ、他の基板への十分な接合強度を得ることで取付強度を強化できる。さらに、他の基板と接合した際の他の基板との間に生じる隙間を小さくすることができ、他の基板との密着性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における金属配線基板を示す平面図
【図２】本発明の一実施の形態における金属配線基板を示す部分断面図
【図３】本発明の一実施の形態における金属配線基板の基体の反りを示す図
【図４】本発明の一実施の形態における金属配線基板を示す部分拡大断面図
【図５】従来の金属配線基板を示す断面図
【符号の説明】
１  基体
２  配線形成面
３  取付面
４  絶縁膜
５  薄膜配線
５ａ  絶縁領域
５ｂ  導線領域
６  密着強化膜
７  導電膜
８  保護膜
９  接合膜
【図１】
0003849315.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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