JP2002299519A - 複合セラミック基板 - Google Patents
複合セラミック基板Info
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Abstract
つ高周波特性に優れ、高周波用の配線基板として特に有
用な複合セラミック基板を提供する。 【解決手段】 アルミナセラミックス絶縁層1と、アル
ミナセラミックス絶縁層1よりも低い誘電率のセラミッ
クス絶縁層とが焼成によって一体化された絶縁基板を備
え、該絶縁基板の表面及び内部には、Au、Ag、Cu
及びPtから成る群より選択された少なくとも1種の低
抵抗導体を含有する導体層が形成されていることを特徴
とする複合セラミック基板10。
Description
絶縁層が焼成一体化されて成る絶縁基板を有する複合セ
ラミック基板に関するものであり、特に、高周波用の配
線基板として有効に使用される複合セラミック基板に関
する。
ては、その信頼性の点から、アルミナセラミックス製絶
縁基板の表面あるいは内部にタングステンやモリブデン
などの高融点金属からなる配線層を被着形成したセラミ
ック基板が多用されている。一方、近年における半導体
素子の高集積化や伝送信号の高周波化に伴い、半導体素
子が搭載される配線基板等には、熱的特性や電気的特性
の向上が強く要求されるようになってきている。即ち、
半導体素子の高集積化に伴い、半導体装置から発生する
熱は増大するが、半導体装置の誤作動を防止するために
は、このような熱を装置外に速やかに放出することが必
要であり、従って、半導体素子が搭載される配線基板に
は、高い熱伝導性が要求される。また、伝送信号の高周
波数化は、演算速度の高速化をもたらすものであるが、
信号の遅延は、演算速度の高速化を阻害する。従って、
信号遅延を防止するために、導体損失の小さい低抵抗導
体により配線層を形成することが必要となる。
では、上述した熱的特性や電気的特性への対応が困難で
ある。例えば、前述したセラミック基板においては、熱
的特性(熱伝導性)の点では満足し得るが、配線層が高
融点金属から形成されているため、その抵抗を高々8m
Ω/□程度までしか低くできず、信号の挿入損失が著し
く高く、良好な高周波特性を得ることができない。ま
た、信号入力端子用の配線層が施される絶縁基板が高誘
電率のアルミナセラミックスで形成されているため、高
周波信号に対しては、信号の反射が大きくなり、伝送特
性が低下するという欠点がある。
スセラミックスにより絶縁基板を形成した配線基板が提
案されている。この配線基板では、絶縁基板がガラスセ
ラミックス製であることから、Cu等の低抵抗導体によ
り導体層を同時焼成により形成することができ、従っ
て、高周波特性(電気特性)の点では満足し得るもので
ある。しかしながら、ガラスセラミックスの熱伝導率は
高々数W/m・Kしかなく、高周波特性は解決されるも
のの、熱的特性(熱伝導性)が不満足となってしまう。
また、絶縁基板の強度が低いという欠点もあり、各種素
子の実装時に基板が割れるなどの問題も発生する。
(高周波特性)に関する問題点が同時に解決された配線
基板が種々提案されている。例えば、特開平7−151
01号公報や特開2000−151045号公報には、
酸化アルミニウムから成る絶縁基板と、銅、または銅と
タングステンまたはモリブデンを組み合わせた導体層と
を同時焼成により形成した配線基板が開示されている。
また、特開平10−106880号公報、特開平10−
214745号公報、特開平3−239394号公報及
び特許3061282号には、誘電率の異なる複数の絶
縁層を一体化して形成される絶縁基板を備えた配線基板
が開示されている。
7−15101号公報では、すべての配線層(導体層)
を絶縁基板内部に配設して同時焼成した後、絶縁基板表
面の絶縁層を研磨除去して内部配線層を絶縁基板表面に
露出させることにより、或いは、焼成後の配線基板の表
面に、厚膜法や薄膜法を適用することにより、表面配線
層(導体層)を形成するものである。従って、表面配線
層を形成するために、研磨工程、厚膜形成工程、薄膜形
成工程などが不可欠の工程となり、製造工程が多く、歩
留りの低下やコスト高となるような問題があった。ま
た、特開2000−151045号公報では、1500
℃以下の温度で焼成が行われるため、Cu等の低融点金
属の分離は低減され、導体層の低抵抗化は達成される。
また、絶縁基板の表面配線層(導体層)も同時焼成によ
って形成されるため、製造コストの増加は回避できる。
しかし、絶縁層にアルミナを用いることから誘電率が9
程度と高い。この場合には信号の周波数が40GHz程
度の領域で入力信号の反射による損失が大きくなり特性
の低下がおこる。これは、上記の特開平7−15101
号公報でも同様である。
特開平10−214745号公報、特開平3−2393
94号公報、特許3061282号では、低誘電率層が
一体化されており、低温焼成可能な組成のガラスセラミ
ックスにより絶縁基板が形成されるため、低抵抗のC
u、Au、Ag、Pt等を主成分とした配線層(導体
層)を適用することにより、信号の高速化にも対応し得
る。しかし、絶縁基板がガラスセラミックス製であるた
め、強度の点で不満足となる。例えば、強化ガラスを用
いた場合でも、その曲げ強度は、高々200MPa程度
である。また、放熱性(熱伝導性)の点でも問題を生じ
る。
同時に、高熱伝導性であり且つ高周波特性に優れ、高周
波用の配線基板として特に有用な複合セラミック基板を
提供することにある。
ナセラミックス絶縁層と、該アルミナセラミックス絶縁
層よりも低い誘電率のセラミックス絶縁層とが焼成によ
って一体化された絶縁基板を備え、該絶縁基板の表面及
び内部には、Au、Ag、Cu及びPtから成る群より
選択された少なくとも1種の低抵抗導体を含有する導体
層が形成されていることを特徴とする複合セラミック基
板が提供される。
の高いアルミナセラミックス絶縁層と誘電率の低いセラ
ミックス絶縁層との焼成による一体化によって絶縁基板
が形成されているため、各絶縁層の優れた特性をそのま
ま有している。即ち、アルミナセラミックス層の有する
高伝熱性や高強度を示し、更に低誘電率セラミック層を
有していることから、この低誘電率セラミックス層に外
部信号入力電極を設けることにより、入力信号の反射損
失を有効に低減させることができ、高周波信号の伝送特
性も良好となる。また、上記のような絶縁基板は、12
00〜1500℃での焼成により一体化することがで
き、従って、Cu等の低抵抗導体から成る導体層を同時
焼成により形成することができ、製造工程上、極めて有
利である。また導体層がCu等の低抵抗導体から形成さ
れているため、導体抵抗を小さくし、導体損失を低減さ
せることができ、高周波信号の伝送に極めて有利とな
る。
む導体層との同時焼成を有効に行うためには、アルミナ
セラミックス絶縁層は、主成分であるアルミナ(Al2
O3)に加えて、シリカ(SiO2)及びMn2O3を
含有していることが好ましく、低誘電率セラミックス層
は、ムライト、フォルステライト、エンスタタイト、シ
リカ及びコーディエライトから成る群より選択された少
なくとも1種を主成分として含有していることが好まし
く、更に導体層は、低抵抗導体以外に、W及びMoから
選択された少なくとも1種の高融点金属を含有している
ことが好ましい。
ク基板の概略断面構造の一例を示した。図1において、
この複合セラミック基板は、全体として10で示す絶縁
基板を有しており、この絶縁基板10は、アルミナセラ
ッミクス絶縁層(以下、単にアルミナ層と呼ぶ)1と、
アルミナ層1よりも低誘電率のセラミック絶縁層(以
下、単に低誘電率絶縁層と呼ぶ)2とが積層一体化され
て成るものである。尚、図1においては、4層のアルミ
ナ層1と一層の低誘電率絶縁層2とが積層一体化された
積層構造を有しているが、本発明は、このような積層構
造に限定されるものではない(この点については後述す
る)。また、絶縁基板10の表面及び内部には、図1に
示す通り、メタライズ配線層(導体層)3a、3b、3
c、及びビアホール導体4が形成されている。これらの
メタライズ配線層の内、3aは、表面配線層であり、3
bは内部配線層であり、最下層の低誘電率絶縁層2表面
に形成されているメタライズ配線層3cは、外部信号入
力電極層を形成するものである。このような構造の複合
セラミック基板は、絶縁基板を構成するアルミナ層1及
び低誘電率層2と、メタライズ配線層3a〜3c、ビア
ホール導体4を形成する導体ペーストとを、1200〜
1500℃の温度で同時焼成することにより、容易に得
ることができる。
ミニウムを主体とするものであり、通常、9以上の比誘
電率を有する。このアルミナ層1は、高強度、高熱伝導
性の見地から、酸化アルミニウムを84重量%以上、特
に86重量%以上含有していることが好ましい。すなわ
ち、酸化アルミニウム量が上記範囲よりも少ないと、強
度や熱伝導性が低下するおそれがある。また、上記の酸
化アルミニウムは、粒状または柱状の主結晶相として存
在するが、これら主結晶相の平均結晶粒径は、1.5〜
5.0μmであることが望ましい。この主結晶相の平均
結晶粒径が1.5μmよりも小さいと、熱伝導性が損な
われるおそれがあり、平均粒径が5.0μmよりも大き
くなると、十分な強度が得られにくくなる傾向がある。
なお、主結晶相が柱状結晶からなる場合、上記平均結晶
粒径は、短軸径に基づくものである。
含むメタライズ配線層3a〜3cとの同時焼成により形
成されるものであるため、1200〜1500℃の低温
での焼成により、例えば相対密度95%以上に緻密化さ
れることが必要である。このような緻密化のために配合
される焼結助剤に由来して、アルミナ層1は、Mn成分
及びSi成分を含有していることが好ましく、例えばM
nを、Mn2O3 換算で、2.0〜15.0重量%、
特に3〜10重量%の量で含有し、且つSiを、SiO
2換算で、2.0〜15.0重量%、特に3〜10重量
%の量で含有していることが好ましい。即ち、Mn量が
上記範囲よりも少量であると、1200〜1500℃で
の緻密化が達成されず、また上記範囲よりも多いと、絶
縁性が低下するおそれがある。一方、Si量が、上記範
囲よりも少ない場合には、やはり緻密化が達成されず、
また上記範囲よりも多量に含まれるときには、熱伝導率
が低下し誘電特性が劣化する傾向がある。
分として、Mg、Ca、Sr、B、Nb、Cr、Coの
内から選ばれる少なくとも1種の元素の酸化物等、例え
ば、MgO、CaO、SrO等のアルカリ土類元素酸化
物を、合計で0.4〜15重量%の割合で含有していて
もよい。即ち、このような化合物を焼結助剤として併用
することにより、メタライズ配線層等に含まれるCu等
の低抵抗導体との同時焼結性を一層向上させることがで
きる。また、着色成分として、W、Moなどの金属もし
くは酸化物を、金属換算で2重量%以下の割合で含んで
もよい。
ム以外の助剤成分は、酸化アルミニウム主結晶相の粒界
に非晶質相あるいは結晶相として存在するが、熱伝導性
を高める上で粒界中に、助剤成分を含有する結晶相が形
成されていることが望ましい。
の成分から成るアルミナ層1は、相対密度95%以上、
特に97%、さらには98%以上の高緻密体であり、さ
らに熱伝導率は10W/m・K以上、特に15W/m・
K以上、さらには17W/m・K以上であることが望ま
しい。
前記アルミナ層1よりも低誘電率であり、通常、その比
誘電率が8以下である。この低誘電率絶縁層2は、例え
ば、ムライト、フォルステライト、エンスタタイト、シ
リカ、コーディェライトの内から選ばれる少なくとも1
種の低誘電率酸化物を主結晶相として、例えば50重量
%以上、特に70重量%以上含有する。また、この主結
晶相の平均粒径は、5μm以下であることが好ましい。
この平均粒径が5μmよりも大きくなると、焼結によっ
て層内にクラックが生じ易くなり、基板の強度低下を生
じるおそれがある。
件下での緻密化を促進させるための焼結助剤成分或いは
着色成分、ガラス成分を含有していてもよい。この場
合、ガラス成分の含有量は、30重量%以下、特に25
重量%以下とするのがよい。このガラス成分の量が必要
以上に多いと、先に述べた1200〜1500℃の温度
での同時焼成に際して、形成される低誘電率絶縁層2に
変形を生じて基板強度が低下したり、また、ガラス成分
がアルミナ層1内に拡散し、この結果、熱伝導率の低下
を生じ易くなるからである。尚、焼結助剤成分や着色成
分としては、ZnO、CaO、Nb2O5、MoO 3、
WO2等を例示することができ、これらは、合計で0.
1〜2重量%の割合で含有していてもよい。即ち、これ
らを併用することにより、メタライズ配線層等に含まれ
るCu等の低抵抗導体との同時焼結性を一層向上させる
ことができる。
ズ配線層3a〜3cやビアホール導体4は、Au、A
g、Cu及びPtから成る群より選択された少なくとも
1種の低抵抗導体、特に好ましくはCuを含有するもの
である。これらの低抵抗導体は、連続相(マトリック
ス)として存在し、これにより、メタライズ配線層3a
〜3cやビアホール導体4での導体損失を低減させるこ
とができる。また、これらのメタライズは、前述したア
ルミナ層1や低誘電率絶縁層2との同時焼結性を高め、
且つ同時焼成後の保形性を高めるために、高融点導体、
例えばタングステン(W)及びモリブデン(Mo)の少
なくとも1種を含有していることが好ましい。具体的に
は、前記低抵抗導体を10〜70体積%、特に30〜6
0体積%の量で含有し、且つ前記高融点導体を30〜9
0体積%、特に40〜70体積%の量で含有しているこ
とが好ましい。即ち、Cu等の低抵抗導体の量が上記範
囲よりも少ないか、或いは高融点導体の量が上記範囲よ
りも多い場合には、メタライズの抵抗が高くなり、導体
損失が増大してしまうおそれがある。また、低抵抗導体
の量が上記範囲よりも多いか、或いは高融点導体の量が
上記範囲よりも少ない場合には、同時焼成後の保形性が
低下し、配線層3a〜3cにおいて、にじみなどが発生
したり、また、Cu等の低抵抗導体の溶融により、配線
層が凝集して断線が生じたり、さらに、絶縁基板1と配
線層3a〜3cとの熱膨張係数差により、配線層の剥離
が発生したりするおそれがある。更には、ビアホール導
体4に大きな凹凸が形成されたり、焼成時にビアホール
導体4が欠落するなどの不具合を生じ易くなる。
るいは数個の粒子による焼結粒子の形態で、Cu等の低
抵抗導体のマトリックス中に分散されるが、低抵抗化、
低抵抗導体の分離やにじみの防止等の見地から、かかる
高融点導体の粒子の平均粒径は、1〜10μm、好まし
くは1.3〜5μm、最も好ましくは、1.3〜3μm
の範囲にあるのがよい。
ズ中には、Ni、Zr,Al,Li,Mg,Znなどの金
属或いはその酸化物、ホウ化物、窒化物、炭酸塩等を、
金属元素換算で0.05〜3.0重量%の量で含有して
いてもよい。これらの金属成分により、導体抵抗や同時
焼結性を調整することができる。これら金属成分の平均
粒径は、0.6〜4μm、特に1.5〜3.0μmの範
囲にあることが好適である。
抗導体の融点を越える温度での同時焼成により、メタラ
イズ配線層3a〜3c中の低抵抗導体成分がアルミナ層
1や低誘電率絶縁層2に拡散する場合があるが、このよ
うな低抵抗導体成分、特にCuの各層への拡散距離は、
20μm以下、特に10μm以下であることが望まし
い。この拡散距離が大きくなると、配線層間の絶縁性が
低下し、配線基板としての信頼性が低下するためであ
る。尚、このような拡散距離の抑制は、水素及び窒素を
含み露点が+30℃以下、特に0〜25℃の非酸化性雰
囲気で焼成を行うことにより、有効に行うことができ
る。
層3a〜3cやビアホール導体4は、厚み15μm換算
でのシート抵抗が8mΩ/□よりも小さくなるように形
成される。
1に示すような層構造を有する絶縁基板10を備えてい
るが、絶縁基板10の層構造は、図1に示す例に限定さ
れるものではなく、種々の層構造を有することができ
る。例えば、アルミナ層1と低誘電率絶縁層2との2層
構造であってもよいし、また、複数の低誘電率絶縁層2
を有するものであってよい。しかるに、本発明によれ
ば、低誘電率絶縁層2が、少なくとも絶縁基板10の表
面(或いは底面)に位置するような層構造とし、この低
誘電率絶縁層2上に信号入力用端子用の配線層3cを設
けることが好適である。即ち、信号入力用端子用の配線
層3cを低誘電率絶縁層2上に設けることにより、該配
線層3cから高周波信号が入力されるときの反射を低減
させ、伝送特性の低下を回避することができるからであ
る。
ック基板は、以下のようにして製造される。
料粉末としては、酸化アルミニウム粉末に、Mn2O3
、SiO2、及びMg、Ca、Sr、B、Nb、C
r、Co等の酸化物等の助剤成分の粉末、或いは更に、
W、Mo、Crなどの遷移金属の金属粉末や酸化物粉末
を加えた混合粉末を用いる。この場合、助剤成分等は、
焼成により酸化物を形成し得る炭酸塩、硝酸塩、酢酸塩
等の形で使用することもできる。酸化アルミニウム粉末
は、形成される酸化アルミニウム主結晶相の平均粒径が
前述した範囲となるように、例えば0.5〜2.5μ
m、特に0.5〜2.0μmの平均粒径を有しているこ
とが好ましい。即ち、平均粒径が過度に大きい粉末を用
いると、主結晶相の平均粒径を前述した範囲に調整する
ことが困難となり、しかも、後述する1500℃以下の
温度での焼成が困難となるおそれがある。また、平均粒
径が過度に小さい粉末を用いた場合にも、主結晶相の平
均粒径を前述した範囲に調整することが困難となり、更
に、粉末の取り扱いが困難となるばかりか、粉末のコス
トも高価なものとなってしまう。助剤成分粉末等の混合
割合は、前述したアルミナ層1の組成を満足するように
設定される。
としては、ムライト、フォルステライト、エンスタタイ
ト、シリカ、コーディェライトの内から選ばれる少なく
とも1種の低誘電率酸化物結晶粉末に、上記と同様、助
剤成分の粉末や、ガラス成分を加えた混合粉末を使用す
る。助剤成分等は、アルミナ層1の場合と同様、焼成に
より酸化物を形成し得る炭酸塩、硝酸塩、酢酸塩等の形
で使用することができる。また、低誘電率酸化物結晶粉
末の平均粒径は、0.5〜5μm、特に0.5〜3μm
とするのがよい。即ち、平均粒径が5μmよりも大きい
と、主結晶相の平均粒径が5μmより大となり、焼結後
の粒内にクラックが生じ著しく、強度が低下するおそれ
を生じる。また、0.5μmよりも小さい場合には粉末
の取り扱いが困難になるおそれがある。助剤成分粉末等
の混合割合は、前述した低誘電率絶縁層2の組成を満足
するように設定される。
2の製造用の原料粉末に、それぞれ、ポリビニルアルコ
ールやポリアクリレート等の有機バインダやイソプロピ
ルアルコール、トルエン等の有機溶媒を適量加え、成形
用スラリーを調製し、それ自体公知の成形法、例えばド
クターブレード法、リバースロールコータ法、グラビア
コータ法、スクリーン印刷法、グラビア印刷法等を用い
て、所定厚みのアルミナ層形成用のグリーンシート及び
低誘電率絶縁層形成用のグリーンシートを成形する。ま
た、これらのグリーンシートには、絶縁基板10の層構
造に応じて、マイクロドリル、レーザー等によりビアホ
ール導体用スルーホールを適宜形成する。
て、所定の低抵抗導体及び助剤金属成分を所定割合で含
む導体ペーストを調製する。この導体ペースト中には、
必要により、アルミナ層1や低誘電率絶縁層2との密着
性を高めるために、酸化アルミニウム粉末、低誘電率酸
化物結晶粉末、或いは、アルミナ層1や低誘電率絶縁層
2の形成に使用する原料混合粉末と同一組成の粉末を、
0.05〜2体積%の割合で添加することも可能であ
る。
ンシートに形成されたビアホール導体用スルーホール内
に充填すると共に、スクリーン印刷、グラビア印刷など
の方法により、導体ペーストをメタライズ配線層3a〜
3cのパターン形状に塗布する。このようにして導体ペ
ーストが印刷塗布され且つスルーホール中に導体ペース
トが充填されたグリーンシートを、目的とする絶縁基板
10の層構造に応じて位置合わせして積層圧着した後、
非酸化性雰囲気中で、この積層体を、1200〜150
0℃、好ましくは1250〜1400℃の温度で焼成
(同時焼成)することにより、本発明の複合セラミック
基板を得ることができる。
と、アルミナ層1を相対密度95%以上に緻密化するこ
とができず、また、低誘電率絶縁層2の緻密化も困難と
なってしまい、この結果、得られる基板の熱伝導性や強
度が低下してしまう。また、焼成温度が上記範囲よりも
高いと、導体ペースト中に添加されているW、Moの高
融点導体の焼結が進み、Cu等の低抵抗導体成分の流動
により、均一組織を維持できなく、強いては低抵抗を維
持することが困難となる。また、この焼成時の非酸化性
雰囲気としては、窒素、あるいは窒素と水素との混合雰
囲気であることが望ましいが、特に、配線層中のCu等
の低抵抗導体の拡散を抑制するために、先に述べた通
り、水素及び窒素を含み露点が+30℃以下、特に0〜
25℃の非酸化性雰囲気であることが望ましい。即ち、
焼成時の露点が+30℃より高いと、焼成中に導体材料
と雰囲気中の水分とが反応し酸化膜を形成し、アルミナ
層1等と配線層中の低抵抗導体が反応してしまい、導体
の低抵抗化の妨げとなるのみでなく、低抵抗導体の拡散
を助長してしまうためである。なお、この雰囲気には所
望により、アルゴンガス等の不活性ガスを混入してもよ
い。
ラミック基板は、高強度、高熱伝導、低抵抗導体配線で
あり、しかも、高周波信号の入力部における損失が有効
に低減されており、高周波信号が適用される配線基板と
しての用途に極めて有効に使用される。
径1.8μm)に、Mn2O3 及びSiO2を、それ
ぞれ、6重量%添加し、更にMgOを0.5重量%の割
合で添加混合して混合粉末を得た。(各添加量は、混合
粉末全量当りの量である。)さらに、上記の混合粉末
に、アクリル系バインダーとトルエンとを混合してスラ
リーを調製した後、ドクターブレード法にて厚さ250
μmの内部絶縁層(本発明におけるアルミナ層に相当)
形成用グリーンシートを成形した。また、ムライト、フ
ォルステライト、エンスタタイト、シリカ、コーディエ
ライト、或いはアルミナを主成分とし、主成分量が表1
に示す割合となるように第2成分を混合し、この混合粉
末を用いて、上記と同様にして、厚さ250μmの外部
電極形成層(本発明における低誘電率絶縁層に相当)用
のグリーンシートを成形した。尚、第2成分としてのガ
ラスとしては、ホウ珪酸系の結晶化ガラスを用いた。ま
た、表1において、第2成分として示されているMn2
O3/SiO 2は、Mn2O3及びSiO2を等量使用
したことを意味する。上記で得られたグリーンシートの
所定箇所に、焼成後のホール径が100〜200μmと
なる大きさのビアホール導体形成用スルーホールを形成
した。
粒径が0.8〜12μmのW粉末とを、1:1の体積比
率で混合し、アクリル系バインダーとをアセトンを溶媒
として導体ペーストを作製した。先に得られたグリーン
シートに、上記導体ペーストを印刷塗布し、更に、各シ
ートのスルーホールにも上記導体ペーストを充填した。
上記のようにして作製した各シートを位置合わせして積
層圧着して成形体積層体シートを作製し、この積層体シ
ートを実質的に水分を含まない酸素含有雰囲気中(H2
+O2)で脱脂を行った後、露点20℃の窒素水素混合
雰囲気にて、表1に示す温度で焼成し、配線基板を得た
(試料No.1〜13)。
導体層の電気抵抗、反射損失を測定し、且つ基板の抗折
強度、熱伝導性を測定し、その結果を表2に示した。導
体層の電気抵抗(15μm厚みでのシート抵抗換算)
は、4端子法にて測定した。また、反射損失はネットワ
ークアナライザーとウエハープローブを用い40GHz
における測定を行った。具体的には、試料基板を実装す
るテフロン(登録商標)基板と、試料基板に設けた測定
用電極間の値を測定した。このときの測定試料の断面構
成を図2に示す。(信号入力端子が設けられる低誘電率
層厚み並びにアルミナ層の厚みは0.25mm、ヴィア
4径は0.1mmφ、電極パッド5(ボールパッド)径
は0.4mmφ、半田ボール6径は0.3mmφ、ボー
ルピッチ(隣接する半田ボール6の中心間距離)0.8
mm、試料基板を実装するテフロン基板は、厚み0.2
mmで誘電率は3.5である。)抗折強度の測定用試料
基板は、外部電極が形成される低誘電率層のトータル厚
みを0.5mm、アルミナ層のトータル厚みが2.5m
mとなるように積層枚数を調節して作成したものを使用
し、3点曲げ強度で評価した。また、熱伝導率も、同様
の積層構造の試料基板を用い、レーザーフラッシュ法に
より室温で測定した。
成)を表1に示す様に変更して(2種の導体の体積比率
は全て1:1)、実験例1と同様にして配線基板を作製
し(試料No.14〜17)、実験例1と同様にして、
各種の測定を行った。また内部絶縁層(本発明における
アルミナ層に相当)或いは外部電極形成層の組成を表1
のように変更して実験例1と同様にして配線基板を作製
し(試料No.18〜22)、実験例1と同様に各種の
測定を行った。上記の結果を表2に示す。
明によれば、機械的、熱的特性に優れる酸化アルミニウ
ムセラミックスからなる絶縁層に、該絶縁層よりも低誘
電率のセラミック絶縁層を設け、この低誘電率層に外部
信号入力電極層を設けることにより、強度や熱伝導性に
優れ、しかも、高周波入力信号の反射損失の無い高信頼
性、低抵抗の複合セラミック基板を得ることが出来る。
す概略断面図である。
示す概略断面図である。
Claims (7)
- 【請求項1】 アルミナセラミックス絶縁層と、該アル
ミナセラミックス絶縁層よりも低い誘電率のセラミック
ス絶縁層とが焼成によって一体化された絶縁基板を備
え、該絶縁基板の表面及び内部には、Au、Ag、Cu
及びPtから成る群より選択された少なくとも1種の低
抵抗導体を含有する導体層が形成されていることを特徴
とする複合セラミック基板。 - 【請求項2】 前記低誘電率セラミックス絶縁層は、絶
縁基板の表面に露出する位置に形成されており、その露
出部分に外部信号入力電極となる導体層が形成されてい
る請求項1に記載の複合セラミック基板。 - 【請求項3】 前記アルミナセラミックス絶縁層は、シ
リカ及びMn2O3を含有している請求項1に記載の複
合セラミック基板。 - 【請求項4】 前記アルミナセラミックス絶縁層は、シ
リカ及びMn2O3を、それぞれ、2〜15重量%の割
合で含有している請求項3に記載の複合セラミック基
板。 - 【請求項5】 前記低誘電率セラミックス絶縁層は、ム
ライト、フォルステライト、エンスタタイト、シリカ及
びコーデイエライトから成る群より選択された少なくと
も1種の酸化物結晶を主成分とするセラミックスからな
る請求項1乃至4の何れかに記載の複合セラミック基
板。 - 【請求項6】 前記導体層は、前記低抵抗導体と共に、
W及びMoから成る群より選択された高融点金属の少な
くとも1種を含有している請求項1に記載の複合セラミ
ック基板。 - 【請求項7】 前記導体層は、前記低抵抗導体を10〜
70体積%含有し、且つ前記高融点金属を、30〜90
体積%含有している請求項5に記載の複合セラミック基
板。
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Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
JP2010142862A (ja) * | 2008-12-22 | 2010-07-01 | Cyber Laser Kk | 誘電体材料表面のナノ周期構造形成方法 |
WO2019021598A1 (ja) * | 2017-07-24 | 2019-01-31 | 京セラ株式会社 | 配線基板、電子装置用パッケージおよび電子装置 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05152463A (ja) * | 1991-11-28 | 1993-06-18 | Shinko Electric Ind Co Ltd | ムライト−アルミナ多層基板及びその製造方法並びにセラミツクパツケージ |
JPH05211394A (ja) * | 1992-01-21 | 1993-08-20 | Nec Corp | 多層配線ガラスセラミック基板の製造方法 |
JPH06260768A (ja) * | 1993-03-03 | 1994-09-16 | Sumitomo Metal Ind Ltd | セラミックス多層回路基板 |
JPH1065335A (ja) * | 1996-08-14 | 1998-03-06 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 低温焼成ガラスセラミックス多層配線基板とその製造方法 |
JPH11307685A (ja) * | 1998-04-27 | 1999-11-05 | Kyocera Corp | 高周波用配線基板 |
JP2000077805A (ja) * | 1998-08-31 | 2000-03-14 | Kyocera Corp | 配線基板およびその製造方法 |
JP2000188453A (ja) * | 1998-12-21 | 2000-07-04 | Kyocera Corp | 配線基板およびその製造方法 |
-
2001
- 2001-03-30 JP JP2001098718A patent/JP4575614B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05152463A (ja) * | 1991-11-28 | 1993-06-18 | Shinko Electric Ind Co Ltd | ムライト−アルミナ多層基板及びその製造方法並びにセラミツクパツケージ |
JPH05211394A (ja) * | 1992-01-21 | 1993-08-20 | Nec Corp | 多層配線ガラスセラミック基板の製造方法 |
JPH06260768A (ja) * | 1993-03-03 | 1994-09-16 | Sumitomo Metal Ind Ltd | セラミックス多層回路基板 |
JPH1065335A (ja) * | 1996-08-14 | 1998-03-06 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 低温焼成ガラスセラミックス多層配線基板とその製造方法 |
JPH11307685A (ja) * | 1998-04-27 | 1999-11-05 | Kyocera Corp | 高周波用配線基板 |
JP2000077805A (ja) * | 1998-08-31 | 2000-03-14 | Kyocera Corp | 配線基板およびその製造方法 |
JP2000188453A (ja) * | 1998-12-21 | 2000-07-04 | Kyocera Corp | 配線基板およびその製造方法 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010142862A (ja) * | 2008-12-22 | 2010-07-01 | Cyber Laser Kk | 誘電体材料表面のナノ周期構造形成方法 |
WO2019021598A1 (ja) * | 2017-07-24 | 2019-01-31 | 京セラ株式会社 | 配線基板、電子装置用パッケージおよび電子装置 |
JPWO2019021598A1 (ja) * | 2017-07-24 | 2020-07-02 | 京セラ株式会社 | 配線基板、電子装置用パッケージおよび電子装置 |
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