JP2001015878A

JP2001015878A - 高周波用配線基板およびその製造方法

Info

Publication number: JP2001015878A
Application number: JP11185928A
Authority: JP
Inventors: Yoshitake Terashi; 吉健寺師; Katsuhiko Onizuka; 克彦鬼塚; Tetsuya Kimura; 哲也木村; Shinya Kawai; 信也川井
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1999-06-30
Filing date: 1999-06-30
Publication date: 2001-01-19
Anticipated expiration: 2019-06-30
Also published as: JP3774336B2

Abstract

(57)【要約】【課題】微細配線化、導体の低抵抗化を可能とし、高周
波信号の伝送損失を低減して伝送できる高周波用配線基
板を提供する。【解決手段】ガラスセラミックからなる誘電体基板２の
表面および／または内部に高周波用配線層３が形成され
てなる高周波用配線基板１において、少なくとも一部の
高周波用配線層３が金属含有量が９９重量％以上の高純
度金属導体からなるとともに、誘電体基板２との界面に
おける表面粗さ（Ｒａ）を０．３μｍ以下とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波帯から
ミリ波帯領域の高周波信号を伝送する高周波用配線基板
に関し、特に高周波信号の伝送損失を低減できる高周波
用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】従来より、配線基板、例えば、半導体素子
を収納するパッケージに使用される多層配線基板とし
て、比較的高密度の配線が可能な多層セラミック配線基
板が多用されている。この多層セラミック配線基板は、
アルミナやガラスセラミックなどの誘電体基板と、その
表面に形成されたＷやＭｏ、Ｃｕ、Ａｇ等の金属からな
る配線導体とから構成されるもので、この誘電体基板の
一部にキャビティが形成され、このキャビティ内に半導
体素子が収納され、蓋体によってキャビティを気密に封
止されるものである。

【０００３】近年、高度情報化時代を迎え、使用される
周波数帯域はますます高周波帯へと移行しつつある。こ
のような高周波信号を伝送する高周波回路素子等を搭載
した配線基板においては、高周波信号の損失がなく伝送
することが重要であり、高周波用配線層を形成する導体
の抵抗が小さいこと、また誘電体基板の高周波領域での
誘電損失が小さいことが要求される。

【０００４】また、上記の高周波用配線層は、例えばマ
イクロストリップ線路等の中心導体とグランド層との導
体層によって形成されるものであるが、高周波信号はこ
の中心導体とグランド層間に発生する磁界によって伝送
されるものであり、高周波信号の伝送特性は中心導体と
グランド層間に挟持される誘電体基板と中心導体および
グランド層の導体層との界面の状態に大きく依存するも
のである。

【０００５】従来、この種の高周波用配線基板は、例え
ば、ガラスセラミックス等からなる誘電体層の表面に、
Ｃｕ、Ａｇ等の低抵抗金属を主成分とするメタライズペ
ーストを用いてスクリーン印刷法等によって高周波用配
線パターンを形成し、誘電体層と同時焼成する方法が知
られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような導
体ペーストを印刷して焼成する手法では、高周波用配線
層は金属粉末が焼結したものであるために空隙が多く存
在し、また、一般に誘電体層と高周波用配線層との熱収
縮挙動を合わせるために導体ペースト中にセラミックス
やガラス等のフィラー成分が添加されているために低抵
抗化ができないものであった。また、この方法では、高
周波用配線層の配線幅８０μｍ以下とすることが困難で
あり、微細配線化に限界があった。

【０００７】また、この方法では、導体ペースト中の金
属粉末の凝集等により誘電体層との界面の表面粗さ（Ｒ
ａ）が大きくなったり、さらに焼成時の誘電体層と高周
波用配線層との界面での反応性が高く高周波用配線層の
界面部の抵抗が増大するために、高周波信号を伝送損失
が増大するという問題があった。

【０００８】従って、本発明は、ガラスセラミック配線
基板において、微細配線化、低抵抗化が可能であるとと
もに、ＭＩＣやＭＭＩＣなどの高周波素子を実装した場
合でも高周波帯において伝送損失が小さく、効率よく作
動させる高周波用配線基板を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記のよ
うな課題について鋭意検討した結果、ガラスセラミック
配線基板において、金属箔からなる配線回路パターンを
セラミックグリーンシート表面に転写し同時焼成して、
高周波用配線層と誘電体基板との界面の表面粗さを小さ
く、かつ界面での反応性を小さくすることによって、微
細配線化、低抵抗化が可能であるとともに、高周波信号
の伝送損失が低減できることを見出し本発明に至った。

【００１０】すなわち、本発明の高周波用配線基板は、
ガラスセラミックからなる誘電体基板の表面および／ま
たは内部に高周波用配線層が形成されてなるとを具備す
る高周波用配線基板であって、少なくとも一部の高周波
用配線層が金属含有量が９９重量％以上の高純度金属導
体からなるとともに、前記誘電体基板との界面における
表面粗さ（Ｒａ）が０．３μｍ以下であることを特徴と
するものである。

【００１１】ここで、前記誘電体基板と高周波用配線層
との界面の反応相が１０μｍ以下であること、前記高周
波用配線層が、ストリップ線路、マイクロストリップ線
路、コプレーナ線路、グランド付きコプレーナ線路およ
びトリプレート線路から選ばれる１種を具備すること、
前記高周波用配線層がＣｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄか
ら選ばれる少なくとも一種以上であること、前記高周波
用配線層が、金属箔からなることが望ましい。

【００１２】また、本発明の高周波用配線基板の製造方
法は、（ａ）転写フィルムの表面に金属含有量が９９重
量％以上の高純度金属導体からなる表面粗さ（Ｒａ）が
０．３μｍ以下の高周波用配線パターンを作製する工程
と、（ｂ）ガラスセラミック組成物によってグリーンシ
ートを成形する工程と、（ｃ）（ｂ）工程によって得ら
れたグリーンシートの表面に（ａ）工程によって得られ
た転写フィルムの高周波用配線層形成面を積層圧着して
前記高周波用配線パターンを前記グリーンシート表面の
所定の位置に転写する工程と、（ｄ）（ｃ）工程によっ
て得られたグリーンシートを前記高周波用配線層の融点
より低い温度で焼成することを特徴とするものである。

【００１３】ここで、前記（ｄ）工程において、誘電体
基板を相対密度９５％以上に緻密化すること、前記
（ｄ）工程の焼成によるＸ−Ｙ方向の収縮率が１０％以
下であること、前記配線回路パターンが金属箔からなる
ことが望ましい。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の高周波用配線基板
の一例について、その概略断面図である図１に基づいて
説明する。

【００１５】図１の高周波用配線基板１によれば、誘電
体基板２は、複数のガラスセラミック誘電体層２ａ〜２
ｄを積層してなる積層体から構成され、その誘電体層２
ａ〜２ｄ間および誘電体基板２表面には、厚みが３〜２
０μｍ程度の金属成分の含有量が９９％以上の高純度金
属箔からなる高周波用配線層３が被着形成されている。
さらに、誘電体基板の誘電体層２ａ〜２ｄには厚み方向
を貫くように直径が８０〜２００μｍのビアホール導体
４が形成され、高周波用配線層３とビアホール導体４と
により、所定回路が形成されている。

【００１６】誘電体基板２は、ホウケイ酸亜鉛ガラス、
ホウケイ酸鉛ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス等のホ
ウケイ酸系ガラスやリチウム珪酸系ガラス等のガラス成
分と、無機質フィラーとを含有するいわゆるガラスセラ
ミックスからなる。

【００１７】ガラスセラミックスのガラス成分は、複数
の金属酸化物を含むガラスフリットであり、磁器中に
は、クォーツ、クリストバライト、トリジマイト、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、スラウソナイト、ディオプサイドやその置換誘
導体の結晶を少なくとも１種が析出することが望まし
く、誘電体基板２の誘電損失を小さくするためには、ク
ォーツ、コージェライト、ムライト、スピネル、ガーナ
イト、ウイレマイト、スラウソナイト、ディオプサイド
等の高周波領域で低損失な結晶相が析出することが望ま
しく、誘電損失を増大させる鉛等を含有しないことが望
ましい。

【００１８】また、誘電体基板２の熱膨張係数を高め、
高周波用配線層との熱膨張係数差を小さくする上では、
クォーツ、クリストバライト、トリジマイト、ガーナイ
ト等の熱膨張係数の大きい結晶相が析出することが望ま
しい。

【００１９】また、無機質フィラー成分としては、クォ
ーツ、クリストバライト、トリジマイト、非晶質ＳｉＯ
₂、アルミナ、ムライト、コージライト、フォルステラ
イト、ＺｎＯ、ＴｉＯ₂等が使用可能であるが、誘電体
基板２の誘電損失を小さくするためにはクォーツ、非晶
質ＳｉＯ₂、アルミナ、ムライト、コージライト、フォ
ルステライト等の高周波領域で低損失な結晶相が析出す
ることが望ましい。さらに、誘電体基板２の熱膨張係数
を高める上でＳｉＯ₂結晶相であるクォーツ、クリスト
バライト、トリジマイトが、中でもクォーツ結晶相（熱
膨張係数１７．５ｐｐｍ／℃）が析出することが望まし
い。

【００２０】また、本発明によれば、誘電体基板２と高
周波用配線層３との界面の表面粗さを小さくすることに
よって高周波信号の伝送特性を高めることができる。す
なわち、高周波信号は誘電体基板２と高周波用配線層３
との界面に最も電界および磁界が集中するために、この
界面の表面粗さが大きくなると信号の伝送行路が長くな
り、抵抗が大きくなることから信号の伝送損失が増大す
るためである。高周波信号の伝送特性を高める上では、
誘電体基板２と高周波用配線層３との界面の表面粗さ
（Ｒａ）を０．３μｍ以下、特に０．２μｍ以下とする
必要がある。また、表面粗さ（Ｒａ）を上記範囲とする
ためには、表面粗さ（Ｒｍａｘ）を２０μｍ以下、特に
１０μｍ以下とすることが望ましい。また、誘電体基板
２と導体配線層３との界面の表面粗さ（Ｒａ）を０．３
μｍ以下および表面粗さ（Ｒｍａｘ）２０μｍ以下とす
るためには、無機質フィラーの平均粒径は５μｍ以下で
あることが望ましく、誘電体基板２の相対密度が９５％
以上、特に９８％以上であることが望ましい。

【００２１】高周波用配線層３は、金属含有量９９重量
％以上の高純度な金属導体からなり、特にＣｕ、Ａｇ、
Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ又はそれらの混合物からなることが望
ましく、さらに、高周波用配線層３の微細配線化および
低抵抗化の点で金属箔からなることが望ましい。また、
該金属箔は焼成によって粒成長していてもよい。

【００２２】また、高周波用配線層３中には、高周波信
号を効率よく伝送するために高周波用伝送線路は、スト
リップ線路、マイクロストリップ線路、コプレーナ線
路、グランド付きコプレーナ線路およびトリプレート線
路から選ばれる１種が存在することが望ましい。

【００２３】なお、高周波用配線層３中には、低周波信
号伝送線路、電源供給用線路、キャパシタ、抵抗体、イ
ンダクタ等が形成されていてもよく、また、金属含有量
が９９％より低い導体からなる回路層が形成されていて
もよい。

【００２４】さらに、誘電体基板２と高周波用配線層３
との界面の反応層の厚みを１０μｍ以下に制御すること
により、導体配線層３の界面の抵抗値が増大することな
く高周波信号の良好な伝送が可能となる。

【００２５】すなわち、誘電体基板２は、高周波用配線
層３との反応性が低い成分、例えばＳｉ、Ｍｇ等を含有
し、反応性が高いＰｂ、Ｔｉ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ等を含ま
ないことが望ましい。

【００２６】ここで、本発明における界面の反応層の厚
みは配線基板の断面における電子線プローブマイクロア
ナリシス（ＥＰＭＡ）分析によって測定される誘電体基
板の成分と導体配線層の成分が混在した領域の厚みを指
す。

【００２７】上記構成からなる高周波用配線層３は、誘
電体基板２との界面の界面導電率が０．３×１０⁸Ω^-1
・ｍ^-1以上、特に０．３５×１０⁸Ω^-1・ｍ^-1以上とな
り、高周波信号の伝送損失を低減することができる。

【００２８】また、本発明の高周波用配線基板は、３０
ＧＨｚ以上、特に５０ＧＨｚ以上の高周波信号を伝送す
る場合に特に有効であり、５０〜１１０ＧＨｚでの伝送
特性（Ｓ₂₁）が１．５ｄＢ／ｃｍ以下、特に１．０ｄＢ
／ｃｍ以下であることが望ましい。

【００２９】また、ビアホール導体４は、上記の高周波
用配線層３と類似の成分からなることが望ましく、金属
粉末が焼結したものからなる。

【００３０】また、配線基板２表面には、ＩＣチップな
どの電子部品６との接続用配線、電子部品６実装用のパ
ッド、シールド用導体膜が、また、裏面には外部回路と
接続する端子電極が形成され、電子部品６が高周波用配
線層５に半田や導電性接着剤などを介して接合される。
なお、図示していないが、必要に応じて、配線基板２の
表面には、さらに珪化タンタル、珪化モリブデンなどの
厚膜抵抗体膜やエポキシ樹脂などの配線保護膜などを形
成しても構わない。

【００３１】なお、本発明の多層配線基板は、例えばエ
ポキシ樹脂、フェノール樹脂、アラミド樹脂、ポリイミ
ド樹脂、ポリオレフィン樹脂等の熱硬化樹脂にガラス等
のフィラー成分を添加した基体の表面にＣｕ、Ａｕ、Ａ
ｌ、Ｎｉ、Ｐｂ−Ｓｎ等の金属を含む導体層を被着形成
した外部回路基板の導体層上に半田ボール等を介して実
装することができる。

【００３２】次に、本発明の配線基板を作製する方法に
ついて説明する。まず、上述したような結晶化ガラスお
よび平均粒径３μｍ以下の無機質フィラーを混合して有
機バインダ等を加えた後、ドクターブレード法、圧延
法、プレス法などの公知の成形方法によりシート状に成
形してグリーンシートを作製する。

【００３３】次に、このグリーンシートにレーザーやマ
イクロドリル、パンチングなどにより、直径８０〜２０
０μｍのビアホールを形成し、その内部に導体ペースト
を充填する。なお、導体ペーストは、高周波用配線層と
類似の金属粉末に、アクリル樹脂等の有機バインダと、
トルエン、イソプロピルアルコール、アセトン等の有機
溶剤とを添加、混合して適当な粘度に調製されたもので
ある。有機バインダは金属成分１００重量部に対して
０．５〜５．０重量部、有機溶剤は固形成分及び有機バ
インダ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。

【００３４】一方、高周波用配線パターンの形成方法
は、高分子フィルム上に上述した金属成分からなる厚み
３〜２０μｍの高純度金属箔を接着し、この金属層の表
面にレジストを回路パターン状に塗布した後、エッチン
グ処理およびレジスト除去を行って高周波用配線層を形
成される方法が好適に用いられる。この方法によれば、
配線の切れやダレがなく微細加工が可能であることから
配線幅５０μｍ以下、配線間の距離５０μｍ以下の微細
配線を形成することができる。

【００３５】なお、誘電体基板と高周波用配線層との界
面の表面粗さ（Ｒａ）を０．３μｍ以下とするために
は、フィルム上に形成された金属箔の表面粗さ（Ｒａ）
が０．３μｍ以下であることが重要である。

【００３６】そして、上述したグリーンシートの表面に
高純度金属箔を転写する。転写の方法としては上記の高
周波用配線パターンが形成された転写フィルムの高周波
用配線パターン形成面を前記ビアホール導体が形成され
た誘電体シートの表面に位置合わせして積層圧着して、
転写シートを剥がすことにより、ビアホール導体を接続
した高周波用配線層を具備する一単位の配線シートを形
成することができる。その後、得られた一単位の配線層
を積層圧着して積層体を形成する。

【００３７】次に、この積層体を酸化性あるいは弱酸化
性雰囲気中で４００〜７５０℃にて加熱処理してグリー
ンシート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、酸化性雰囲気中あるいは非酸化性雰囲気
中、高純度金属導体の融点よりも低い温度、望ましくは
８００〜１０００℃、特に９００〜１０００℃にて同時
焼成することにより、誘電体基板の相対密度を９５％以
上、特に９８％以上に高めることができるとともに、誘
電体基板と高周波用配線層との界面の反応層の厚みが１
０μｍ以下の高周波用配線層およびビアホール導体を具
備する多層配線基板を作製することができる。

【００３８】ここで、焼成時、または焼成後の冷却時の
誘電体基板や高周波用配線層の変形やクラック発生を抑
制しつつ、高周波用配線層の絶縁基板への接着性を高め
る上で、上記積層体の上下面に上述のグリーンシートよ
りも焼成開始温度が高く１０００℃以下の焼成によって
も焼結しないグリーンシートや収縮しない焼結体を積層
して焼成すること、あるいは積層体の積層方向で加圧し
ながら焼成することにより誘電体基板のＸ−Ｙ方向の収
縮率を１０％以下とすることができ、この方法によれ
ば、高周波用配線層の寸法精度を高めることができる。

【００３９】また、得られた多層配線基板を外部回路基
板上に実装するためには、多層配線基板の裏面に形成し
た接続パッドに半田等を塗布して半田ボールを取着し、
これを外部回路基板表面の導体層上に載置して加熱し半
田ボールを加熱溶融させることによって導体層と半田ボ
ールとを固着させ、電気的に接続することができる。

【００４０】

【実施例】（実施例）先ず、表１に示す組成からなるガ
ラスおよびフィラーからなる組成物にバインダを添加し
て所定形状に成形し、窒素中または酸素中、表１に示す
温度にて焼成して直径２０ｍｍ×１０ｍｍのペレットを
作製した。得られた磁器についてアルキメデス法により
かさ密度を測定し、理論密度に対する比率である相対密
度を算出した。また、粉末Ｘ線回折により磁器中の析出
結晶相を同定した。さらに、６０ＧＨｚにてネットワー
クアナサイザ、シンセサイズドスイーパを用いて誘電体
共振器法により磁器の誘電率および誘電損失を測定し
た。結果は、表１に示した。

【００４１】

【表１】

【００４２】一方、表１と同じ組成物にバインダとして
アクリル樹脂、可塑剤としてＤＢＰ（ジブチルフタレー
ト）、溶媒としてトルエンとイソプロピルアルコールを
加えてスラリーを調製し、ドクターブレード法により厚
さ２００〜２５０μｍのグリーンシートを作製した。

【００４３】他方、平均粒径が２〜５μｍの表２に示す
高周波用配線層を形成する成分と同じ粉末と、アクリル
樹脂と、該粉末に対してフィラーとして０．５重量％の
アルミナと、ＤＢＰと、アセトンを添加して３本ロール
により混練し、ビアホール導体用ペーストを作製した。

【００４４】そして、レーザーまたはパンチングによっ
て、上記グリーンシートの所定箇所に直径１００μｍの
ビアホールを形成し、スクリーン印刷法によってそのビ
アホール内に先のビアホール導体用ペーストを充填し
た。

【００４５】次に、ＰＥＴフィルム表面に純度９９．８
％の高純度の表２に示す成分からなる金属箔を接着し、
感光性レジスト形成、露光、現像、エッチング処理、レ
ジスト除去によって表２に示す配線幅および配線間距離
の複数本の高周波用配線層を形成した。そして、ビアホ
ールが形成されたグリーンシートにビアホールの位置合
わせを行いながら転写シートを積層し、６０℃、２００
ｋｇｆ／ｃｍ²で熱圧着した。その後、転写フィルムの
みを剥がすことにより、ビアホール導体を接続した高周
波用配線層を具備する一単位の配線シートを形成した。
さらに、この任意の一単位の配線シートを６枚積層し、
積層体を形成した。

【００４６】次いで、この未焼成状態の積層体に対し、
有機バインダ等の有機成分を分解除去するために、窒素
中または大気中、７５０℃で１時間の加熱処理を施した
後、大気または窒素雰囲気中、９００℃、２００ｋｇｆ
／ｃｍ²で積層方向からの一軸加圧焼成を１時間行い、
配線基板を作製した。

【００４７】得られた幅０．２ｍｍ、長さ３０ｍｍのマ
イクロストリップ線路からなる高周波用配線層を含む配
線基板について、５０〜１１０ＧＨｚでの伝送特性の評
価として透過損失であるＳ₂₁をネットワークアナライザ
で測定した。また、配線基板の断面の誘電体基板と導体
配線層との界面部についてＥＰＭＡ（電子線プローブマ
イクロアナライザ）分析を行い、誘電体基板を構成する
成分と高周波用配線層を構成する成分とが混在する領域
の厚みを測定し、反応層の厚みとして表２に示した。ま
た、断面についてＳＥＭおよびＢＥＭ写真から高周波用
配線層の誘電体基板との界面の表面粗さ（Ｒａ）および
表面粗さ（Ｒｍａｘ）を測定し、表２に示した。

【００４８】また、上記の各種誘電体基板の表面に上記
と全く同様にして高周波用配線層を基板内部全面にわた
って形成し、この高周波用配線層と誘電体基板との界面
導電率を測定した。なお、評価用基板は、高周波用配線
層厚み０．０１ｍｍとし、その上下の誘電体基板厚みを
０．２ｍｍとした。この界面導電率の測定は、以下に示
す誘電体円柱共振器法にて測定した。

【００４９】この誘電体円柱共振器法を利用した界面導
電率の測定方法は、比誘電率、誘電正接が既知の誘電体
材料からなる誘電体円柱の両端面または一方の端面に、
上記導体層が内部に形成された誘電体基板を所定の関係
になるように取り付けて誘電体共振器を形成することに
より、金属層と誘電体基板との界面、すなわち金属層界
面での導電率を測定する方法である。

【００５０】この測定方法の原理は、所定の寸法比（高
さｔ／直径ｄ）を有する誘電体円柱の両端面に、縁端効
果が無視できる程度に充分大きな導体板（通常は、誘電
体円柱の直径ｄの３倍程度の直径Ｄを有する導体板）を
平行に設けて挟持した電磁界共振器を構成した場合、Ｔ
Ｅ_omn共振モードによって導体板に流れる高周波電流は
短絡面、即ち、誘電体と導体との界面だけに分布してい
ることによるものである。

【００５１】より具体的には、図２に示すように、Ｃ軸
に垂直な端面を持つサファイア（直径ｄ＝１０．０００
ｍｍ、高さｔ＝５．００４ｍｍ）の誘電体円柱２０の両
端面に、上記のようにして作成された内部に導体層２１
が形成された誘電体基板２２を配設して、誘電体円柱を
両端から挟持して誘電体共振器２３を構成する。誘電体
共振器２３においては、ＴＥ_omnモード（ｍ＝１，２，
３・・・、ｎ＝１，２，３，・・・）によって導体層２
１に流れる高周波電流は、導体層２１と誘電体円柱２０
と接する誘電体基板２２の界面だけに分布することを利
用して、測定されたＴＥ_omnモード（ｍ＝１，２，３・
・・、ｎ＝１，２，３，・・・）の共振周波数ｆ₀と無
負荷Ｑ、Ｑ_uから下記数１の（１）式によって界面導電
率σ_intを算出することができる。

【００５２】

【数１】

【００５３】但し、Ａ、Ｂ₁、Ｂ₂は下記数２の（２）
（３）（４）式により計算する。

【００５４】

【数２】

【００５５】ここで、（１）式のｔａｎδ₁とｔａｎδ
₂はそれぞれ誘電体円柱２０と誘電体基板２２の誘電正
接、μは導体層２１の透磁率、ωは２πｆ₀、∬｜Ｈ｜
²ｄＳは上下の金属層界面での磁界の積分、Ｗ^eは共振
器の電界エネルギー、Ｗ_d1 ^eとＷ_d2 ^eは誘電体円柱２０
内と誘電体基板２２のうち、誘電体円柱２０と接する側
内の電界エネルギーである。なお、Ｗ^e、Ｗ_d1 ^e、Ｗ
_d2 ^eの計算に必要な誘電体円柱２０のε₁、ｔａｎδ₁
はＪＩＳ−Ｒ−１６２７「マイクロ波用ファインセラミ
ックスの誘電特性の試験方法」に開示された誘電体円柱
共振器法により、誘電体基板２２の比誘電率ε'₂とｔａ
ｎδ₂は小林、佐藤らの「信学技法ＭＷ８７−７」「誘
電体平板材料のマイクロ波複素誘電率測定」（１９８７
年）に開示された空洞共振器法などの周知の方法によっ
て測定することができる。このようにして測定された界
面導電率を中心導体の界面導電率として表１に示した。
なお、この評価用基板における導体層の両界面の界面導
電率が実質上同一であることを確認した。

【００５６】比較のため、導体の形成方法を金属箔の転
写に代えて、平均粒径５μｍのＣｕ粉末にフィラーとし
てアルミナを０．５重量％と、アクリル樹脂を２重量％
とＤＢＰとアセトンを加え、３本ロールにて混練したペ
ーストを用いてスクリーン印刷法で配線パターンに印刷
する以外は実施例と全く同様にして配線基板を作製し、
同様に評価した。結果は表２に示した。

【００５７】

【表２】

【００５８】表２より、誘電体基板のガラスの含有量が
低い試料Ｎｏ．１、１１およびアルカリガラス、ホウケ
イ酸鉛ガラスを用いた試料Ｎｏ．１５，１６では、誘電
体基板と高周波用配線層との界面の表面粗さ（Ｒａ）が
０．３μｍより大きく、高周波信号の伝送損失が大きく
なった。

【００５９】また、高周波用配線層を形成する金属箔の
表面粗さ（Ｒａ）が大きい試料Ｎｏ．２０では、誘電体
基板と高周波用配線層との界面の表面粗さ（Ｒａ）が
０．３μｍより大きくなり、高周波信号の伝送損失が大
きくなった。

【００６０】さらに、Ｃｕペーストを用いて高周波用配
線層を形成した試料Ｎｏ．２２では、線幅０．０５ｍｍ
の配線を形成することができず、また、試料Ｎｏ．２３
では、誘電体基板と高周波用配線層との反応性が高く表
面粗さ（Ｒａ）が０．３μｍを超え、透過損失の大きい
ものであった。

【００６１】これに対して、本発明に基づく試料では、
いずれも誘電体基板と高周波用配線層との界面の表面粗
さ（Ｒａ）が０．３μｍ以下で透過損失の小さいもので
あった。

【００６２】

【発明の効果】以上詳述したとおり、本発明によれば、
ガラスセラミックからなる誘電体基板と、金属含有量が
９９重量％以上の高純度金属導体からなる高周波用配線
層とを具備する配線基板であることから、微細配線化お
よび導体の低抵抗化が可能となる。また、誘電体基板と
高周波用配線層との界面の表面粗さを小さくでき、さら
に界面での反応性を低めることができることから、高周
波信号の伝送損失を低減した高周波用配線基板を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の高周波用配線基板を説明するための概
略断面図である。

【図２】界面導電率の評価方法を説明するための図であ
る。

【符号の説明】

１高周波用配線基板２誘電体基板３高周波用配線層４ビアホール導体５高周波伝送線路６電子部品

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者川井信也鹿児島県国分市山下町１番４号京セラ株式会社総合研究所内Ｆターム(参考） 4E351 AA07 AA13 BB01 BB31 BB49 CC12 CC17 CC19 CC20 CC31 DD04 DD05 DD06 DD20 DD31 DD41 DD47 DD54 EE09 EE13 EE24 GG01 GG07 5E346 AA13 AA15 AA24 AA43 BB02 BB03 BB04 BB06 BB11 CC18 CC31 CC32 CC38 CC39 DD12 DD31 DD33 EE24 EE27 EE29 FF18 GG02 GG03 GG09 HH02 HH06 HH26

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラスセラミックからなる誘電体基板の表
面および／または内部に高周波用配線層が形成されてな
るとを具備する高周波用配線基板において、少なくとも
一部の高周波用配線層が金属含有量が９９重量％以上の
高純度金属導体からなるとともに、前記誘電体基板との
界面における表面粗さ（Ｒａ）が０．３μｍ以下である
ことを特徴とする高周波用配線基板。
【請求項２】前記誘電体基板と高周波用配線層との界面
の反応相が１０μｍ以下であることを特徴とする請求項
１記載の高周波用配線基板。
【請求項３】前記高周波用配線層が、ストリップ線路、
マイクロストリップ線路、コプレーナ線路、グランド付
きコプレーナ線路およびトリプレート線路から選ばれる
１種を具備することを特徴する請求項１または２記載の
高周波用配線基板。
【請求項４】前記高周波用配線層がＣｕ、Ａｇ、Ａｕ、
Ｐｔ、Ｐｄから選ばれる少なくとも一種以上であること
を特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の高周波用
配線基板。
【請求項５】前記高周波用配線層が、金属箔からなるこ
とを特徴する請求項１乃至４のいずれか記載の高周波用
配線基板。
【請求項６】（ａ）転写フィルムの表面に金属成分の含
有量が９９重量％以上の高純度金属導体からなる表面粗
さ（Ｒａ）が０．３μｍ以下の高周波用配線パターンを
作製する工程と、（ｂ）ガラスセラミック組成物によっ
てグリーンシートを成形する工程と、（ｃ）（ｂ）工程
によって得られたグリーンシートの表面に（ａ）工程に
よって得られた転写フィルムの高周波用配線層形成面を
積層圧着して前記高周波用配線パターンを前記グリーン
シート表面の所定の位置に転写する工程と、（ｄ）
（ｃ）工程によって得られたグリーンシートを前記高周
波用配線層の融点より低い温度で焼成することを特徴と
する高周波用配線基板の製造方法。
【請求項７】前記（ｄ）工程において、誘電体基板を相
対密度９５％以上に緻密化することを特徴とする請求項
６記載の高周波用配線基板の製造方法。
【請求項８】前記（ｄ）工程の焼成によるＸ−Ｙ方向の
収縮率が１０％以下であることを特徴とする請求項６ま
たは７記載の高周波用配線基板の製造方法。
【請求項９】前記配線回路パターンが金属箔からなるこ
とを特徴とする請求項６乃至８のいずれか記載の高周波
用配線基板の製造方法。