JP2000114724A

JP2000114724A - 多層配線基板

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Publication number: JP2000114724A
Application number: JP10276187A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Yamada; 成樹山田; Yasuhiko Yoshihara; 安彦吉原; Masanobu Ishida; 政信石田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1998-09-29
Filing date: 1998-09-29
Publication date: 2000-04-21
Anticipated expiration: 2018-09-29
Also published as: JP3493310B2

Abstract

(57)【要約】【課題】酸化アルミニウムセラミックスからなる絶縁基
板と同時焼成によって形成され、銅を含み、しかも配線
のにじみのない低抵抗の表面配線層及び内部配線層を具
備した多層配線基板を提供する。【解決手段】セラミック絶縁基板１と、絶縁基板１の内
部及び表面に絶縁基板１と同時焼成によって形成された
表面配線層２ａ及び内部配線層２ｂとを具備してなり、
表面配線層２ａが、銅を１０〜７０体積％、タングステ
ン及び／またはモリブデンを３０〜９０体積％の割合で
含有し、内部配線層２ｂが、銅を２０〜８０体積％、タ
ングステン及び／またはモリブデンを２０〜８０体積％
の割合で含有するとともに、内部配線層２ｂ中の銅含有
量が、表面配線層２ａよりも多いことを特徴とするもの
であり、表面配線層２ａは、シート抵抗が８ｍΩ／□以
下、内部配線層２ｂが６ｍΩ／□以下であること、さら
には表面配線層２ａの表面に、金属層４をメッキ法によ
って被着形成してなり、それにより６ｍΩ／□以下のシ
ート抵抗を有することが望ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に、酸化アルミ
ニウム等のセラミックスを絶縁基板とする配線基板に関
し、詳細には銅を主成分とする低抵抗導体からなり、且
つ絶縁基板と同時焼成によって形成された表面及び内部
配線層を具備した多層配線基板に関するものである。

【０００２】

【従来技術】近年、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も増大する傾向にあり、そのため
に、熱による半導体装置の誤動作をなくすために発生し
た熱を装置外に放出可能な配線基板が必要とされてい
る。一方、電気的な特性としては、演算速度の高速化に
より、信号の遅延が問題となり、導体損失の小さい、即
ち、低抵抗の導体を用いることが要求されている。

【０００３】従来より、このような半導体素子を搭載す
る配線基板としては、その信頼性の点から、アルミナセ
ラミックスを絶縁基板とし、そ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配線基板が多用されてい
る。

【０００４】ところが、従来から多用されている高融点
金属からなる配線層では、抵抗を高々８ｍΩ／□程度ま
でしか低くできなかった。表面配線層は、Ａｕメッキ等
を施すことにより配線抵抗を低くすることが可能である
が、内部配線層に関しては、絶縁基板との同時焼成後は
表面配線層のようにメッキ処理等を施すことができず、
配線層の低抵抗化は困難であった。

【０００５】これに対して、近年に至り、表面及び内部
配線層を銅や銀などの低抵抗導体により同時焼成によっ
て形成可能な、いわゆるガラスセラミックスを絶縁基板
として用いた多層配線基板が提案されている。ところ
が、ガラスセラミックスの熱伝導率は高々数Ｗ／ｍ・Ｋ
程度と非常に低く、前記熱的問題を解決することが難し
ものであった。

【０００６】そこで、この熱的問題点と、電気的問題点
を同時に解決する方法として、酸化アルミニウムセラミ
ックスを絶縁基板として、銅、あるいは銅とタングステ
ンまたはモリブデンとを組み合わせた導体層を絶縁基板
と同時焼成により形成する方法が、特開平８−８５０２
号、特開平７−１５１０１号、特許第２６６６７４４号
に提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
８−８５０２号は、そもそも酸化アルミニウムを緻密化
させるために、１６００℃以上の高い温度で焼成するも
のであるが、このような高温で銅およびタングステンの
導体層を焼成すると、タングステンやモリブデンの急激
な焼結が進行して大きな凝集粒子を形成するために溶融
した銅成分が表面に分離し、表面配線層ににじみが生じ
たり、銅の揮散が生じるなど、表面配線層形状の保形性
が低下するとともに、組織の不均一性から抵抗も高くな
るという問題があった。しかも、配線層中の銅成分が、
焼成中に絶縁基板のセラミックス中に拡散し、配線層間
の絶縁性が劣化するために、微細な配線層を高密度に形
成することが難しいものであった。

【０００８】また、特開平７−１５１０１号によれば、
表面配線層は、一旦、すべての配線層を絶縁基板内部に
配設して同時焼成した後、研磨等により表面の絶縁層を
研磨除去して内部配線層を表面に露出させたり、焼成後
の配線基板の表面に、厚膜法や薄膜法によって表面配線
層を形成するものである。そのために、表面配線層を形
成するためには研磨工程、厚膜形成工程、薄膜形成工程
などが不可欠の工程となるために、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。

【０００９】さらに、特許第２６６６７４４号には、絶
縁基板を形成するためのセラミック粉末として、平均粒
径が５〜５０ｎｍの微細なアルミナ粉末を用いることに
より、金、銀、銅等などの低抵抗金属の焼成温度に近づ
けることにより、絶縁基板と低抵抗金属との同時焼結性
を達成したものであるが、このような微粉末は取扱いが
非常に難しく、コスト高であるために、量産性に欠ける
とともにコスト高となる問題があった。

【００１０】また、絶縁基板表面に同時焼成によって形
成される表面配線層を多量の銅を含有する配線層によっ
て形成すると、焼成時に溶融した銅が流れだしてにじみ
が発生し、配線層の保形性が著しく低下し、微細な配線
を形成することができない。そのために、表面の配線層
には、タングステンやモリブデンなどを多量に添加する
ことが必要となる。ところが、タングステンやモリブデ
ン量を増加するに従い、シート抵抗も高くなるために、
銅を含有することによる効果が十分に期待できないとい
う問題があった。

【００１１】従って、本発明は、酸化アルミニウムセラ
ミックスからなる絶縁基板と同時焼成によって形成さ
れ、銅を含み、しかも配線のにじみのない低抵抗の表面
配線層及び内部配線層を具備した多層配線基板を提供す
ることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、セラミッ
クスを絶縁基板とする多層配線基板における上記課題に
対して検討を重ねた結果、表面配線層に対しては、配線
層の保形性が重要であるために、適量のタングステンお
よび／またはモリブデンを含有させ、内部配線層は絶縁
基板によって上下から挟持されているために表面配線層
に比較して保形性が優れるために、表面配線層よりも銅
の含有量を多くすることによりシート抵抗を低下するこ
とにより前記目的が達成できることを見いだし、本発明
に至った。

【００１３】即ち、本発明の多層配線基板は、セラミッ
ク絶縁基板と、該絶縁基板の内部及び表面に前記絶縁基
板と同時焼成によって形成された表面配線層及び内部配
線層とを具備してなり、前記表面配線層が、銅を１０〜
７０体積％、タングステン及び／またはモリブデンを３
０〜９０体積％の割合で含有し、前記内部配線層が、銅
を２０〜８０体積％、タングステン及び／またはモリブ
デンを２０〜８０体積％の割合で含有するとともに、前
記内部配線層中の銅含有量が、前記表面配線層よりも多
いことを特徴とするものである。

【００１４】なお、前記表面配線層は、シート抵抗が８
ｍΩ／□以下であること、さらには表面配線層の表面
に、金属層をメッキ法によって被着形成してなり、それ
により６ｍΩ／□以下のシート抵抗を有することが望ま
しい。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の多層配線基板の
一実施態様を示す概略断面図を基に説明する。図１の多
層配線基板は、セラミックスからなる複数の絶縁層１
ａ，１ｂ、１ｃが積層された絶縁基板１の表面に表面配
線層２ａと、絶縁層１ａ，１ｂ，１ｃ間に内部配線層２
ｂが設けられている。

【００１６】本発明によれば、上記表面配線層２ａおよ
び内部配線層２ｂを、銅とタングステン（Ｗ）および／
またはモリブデン（Ｍｏ）との複合材料を主成分とする
導体によって形成したものであり、この表面配線層２ａ
および内部配線層２ｂは、絶縁基板１と同時焼成によっ
て形成されたものである。

【００１７】また、各層の配線層間は、絶縁層を貫通す
るように形成されたビアホール導体３によって電気的に
接続される。このビアホール導体３も表面配線層２ａや
内部配線層２ｂと同様な導体材料によって同時焼成によ
って形成されることが望ましい。

【００１８】さらに、表面配線層２ａの表面には、酸化
による腐食防止、ワイヤボンディング性、半田との濡れ
性、および配線層の抵抗の低減のために、金属層４が無
電解メッキ、電解メッキなどの手法によって被着形成さ
れている。この金属層４としては、Ａｕ、Ｃｕ、Ｔｉ、
ＮｉおよびＰｄの群から選ばれる少なくとも１種が望ま
しく、特に最表面はＡｕからなることが望ましい。

【００１９】（配線層）上記表面配線層２ａおよび内部
配線層２ｂは、銅を１０〜８０体積％、Ｗ及び／または
Ｍｏを２０〜９０体積％の割合で含有してなるものであ
るが、内部配線層２ｂ中の銅含有量が、表面配線層２ａ
よりも多い，言い換えれば表面配線層２ａ中の銅含有量
が内部配線層２ｂよりも少ないことが大きな特徴であ
る。これは、表面配線層２ａ中の銅含有量は、シート抵
抗および配線層の保形性の点から決定されるものであ
り、且つ表面配線層２ａの表面にはメッキ層などの金属
層４の形成により、シート抵抗を低くすることができる
のに対して、内部配線層２ｂにおいては、メッキ層など
の形成ができないために、内部配線層の抵抗が表面より
も大きくなってしまう。

【００２０】そこで、本発明によれば、内部配線層２ｂ
における銅の含有量を多くすること、即ち、表面配線層
２ａ中の銅含有量が内部配線層２ｂよりも少なくするこ
とにより、表面配線層２ａの保形性を保ち微細配線の形
成を可能とするとともに、メッキ等により金属層４が被
着された表面配線層２ａの抵抗と、メッキ等の金属層を
施すことができない内部配線層２ｂとの抵抗を同等のレ
ベルに制御することができる。

【００２１】より具体的には、表面配線層２ａは、配線
層の低抵抗化、絶縁基板１との同時焼結性および表面配
線層の保形性を維持する上で、銅を１０〜７０体積％、
特に４０〜６０体積％、Ｗおよび／またはＭｏを３０〜
９０体積％、特に４０〜６０体積％の割合で含有するこ
とが必要であり、特にシート抵抗が８ｍΩ／□以下であ
ることが望ましい。

【００２２】これは、表面配線層２ａにおける銅量が１
０体積％よりも少なく、ＷやＭｏ量が９０体積％よりも
多いと、表面配線層の抵抗が高くなり、また、銅量が７
０体積％よりも多く、ＷやＭｏ量が３０体積％よりも少
ないと、表面配線層の保形性が低下し、表面配線層２ａ
においてにじみなどが発生したり、溶融した銅によって
表面配線層が凝集して断線が生じるとともに、絶縁基板
と配線層の熱膨張係数差により配線層の剥離が発生する
ためである。

【００２３】さらに、上記表面配線層２ａの表面に被着
される金属層４は、Ｗ及び／又はＭｏを含有する表面配
線層２ａとともに配線層の低抵抗化を図る上で、単層ま
たは複数層からなり、０．５〜１０μｍの厚さで形成さ
れることが望ましく、特に、メッキ層の好適な構造とし
ては、表面配線層２ａとの固着性を向上させる上で、Ｎ
ｉ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｔｉの群から選ばれる金属を単層ある
いは複数層で形成し、さらにその上にＡｕメッキ層を形
成することが望ましい。

【００２４】一方、内部配線層２ｂは、銅を２０〜８０
体積％、特に５０〜８０体積％、Ｗおよび／またはＭｏ
を２０〜８０体積％、特に２０〜５０体積％の割合で含
有することが必要で、特にシート抵抗が６ｍΩ／□以下
であることが望ましい。

【００２５】これは、内部配線層２ｂでは、銅量が２０
体積％より少なく、ＷやＭｏ量が８０体積％よりも多い
と６ｍΩ／□以下の低抵抗化は望めず、逆に、銅量が８
０体積％よりも多く、ＷやＭｏ量が２０体積％よりも少
ないと、内部配線層の保形性が悪く溶融した銅が絶縁層
間に拡散し低下し配線が細くなったり断線が生じるため
シート抵抗が高くなってしまうためである。

【００２６】また、本発明においては、少なくとも表面
配線層２ａにおいて前記Ｗ及び／またはＭｏは、平均粒
径１〜１０μｍの球状あるいは数個の粒子による焼結粒
子として銅からなるマトリックス中に分散含有している
ことが望ましい。これは、上記平均粒径が１．０μｍよ
りも小さい場合、表面配線層２ａの保形性が悪くなると
ともに組織が多孔質化し配線層の抵抗も高くなり、１０
μｍを越えると銅のマトリックスがＷやＭｏの粒子によ
って分断されてしまい配線層の抵抗が高くなったり、銅
成分が分離してにじみなどが発生する虞があるためであ
る。なお、Ｗ及び／またはＭｏは、平均粒径１．３〜５
μｍ、特に１．３〜３μｍの大きさで分散されているこ
とが最も望ましい。

【００２７】さらに、上記表面配線層２ａおよび内部配
線層２ｂ中には、絶縁基板１との密着性を改善するため
に、絶縁基板を構成するセラミック主成分、あるいは絶
縁基板組成と同一組成のセラミック成分を０．０５〜２
体積％の割合で含有させることも可能である。

【００２８】本発明の配線基板においては、銅の融点を
越える温度での同時焼成によって、表面配線層２ａや内
部配線層２ｂ中の銅成分が絶縁基板１中に拡散する場合
があるが、本発明によれば、上記少なくとも銅を含む配
線層周囲の絶縁基板１のセラミックスへの銅の拡散距離
が２０μｍ以下、特に１０μｍ以下であることが望まし
い。これは、銅のセラミックス中への拡散距離が２０μ
ｍを超えると、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り、この銅の拡散距離
を２０μｍ以下とすることにより、前記配線層のうち、
同一平面内に形成された配線層間の最小線間距離を１０
０μｍ以下、特に９０μｍ以下の高密度配線化を図るこ
とができる。また、同様に図１に示すように、１つの絶
縁層内に複数のビアホール導体３が形成される場合、そ
のビアホール導体３間の最小離間距離も上記と同様な理
由から１００μｍ以下、特に９０μｍ以下に制御するこ
とが可能である。

【００２９】また、本発明の配線基板は、後述するよう
に焼成温度及び雰囲気を制御して焼成することによっ
て、絶縁基板１の表面の平均表面粗さＲａを１μｍ以
下、特に０．７μｍ以下の平滑性に優れた表面を形成で
きるものであり、その結果、絶縁基板１の表面に表面配
線層２ａを形成する場合、絶縁基板１表面研磨加工等を
施す必要がないことも大きな特徴である。

【００３０】（絶縁基板）本発明において、絶縁基板１
としては、熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、特に１５Ｗ
／ｍ・Ｋ以上、強度が２００ＭＰａ以上、特に３００Ｍ
Ｐａ以上のセラミックス特に高熱伝導性および高強度を
有するセラミックスとしては、酸化アルミニウム（Ａｌ
₂Ｏ₃）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化珪素（Ｓ
ｉ₃Ｎ₄）などが挙げられるが、銅を含有する表面配線
層および内部配線層との同時焼結性および表面配線層の
保形性を達成する上で、酸化アルミニウムを主成分とす
るセラミックスが最も望ましい。

【００３１】具体的には、酸化アルミニウムセラミック
スは、高熱伝導性、高強度を具備する上で、相対密度９
５％以上、特に９７％以上、さらには９９％以上の高緻
密体から構成されていることが望ましい。

【００３２】本発明では、表面配線層２ａ及び内部配線
層２ｂとの同時焼結時による保形性を達成する上で１２
００〜１５００℃の低温で焼成することが望ましく、本
発明によれば、このような低温での焼成においても相対
密度９５％以上に緻密化することが必要となる。

【００３３】かかる観点から、本発明における絶縁基板
１は、酸化アルミニウムを９０重量％以上の割合で含有
し、上記焼成温度での焼結性を高める上で、第２の成分
として、Ｍｎ化合物をＭｎＯ₂換算で２．０〜６．０重
量％の割合で含有することが望ましい。即ち、Ｍｎ化合
物量が２．０重量％よりも少ないと、１２００〜１５０
０℃での緻密化が難しく、また６．０重量％よりも多い
と絶縁基板１の絶縁性が低下するためである。Ｍｎ化合
物の最適な範囲は、ＭｎＯ₂換算で３〜５重量％であ
る。

【００３４】また、この絶縁基板１中には、第３の成分
として、ＳｉＯ₂およびＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ等のア
ルカリ土類元素酸化物を銅含有導体との同時焼結性を高
める上で、合計で０．４〜８重量％の割合で含有せしめ
ることが望ましい。さらに第４の成分としてＷ、Ｍｏ、
Ｃｒなどの金属を着色成分として２重量％以下の割合で
含んでもよい。

【００３５】上記酸化アルミニウム以外の成分は、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。

【００３６】また、絶縁基板１を形成する酸化アルミニ
ウム主結晶相は、粒状または柱状の結晶として存在する
が、これら主結晶相の平均結晶粒径は、１．５〜５．０
μｍであることが望ましい。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。この主結晶相の平均結晶粒径が１．５μｍよ
りも小さいと、高熱伝導化が難しく、平均粒径が５．０
μｍよりも大きいと基板材料として用いる場合に要求さ
れる十分な強度が得られにくくなるためである。

【００３７】（製造方法）次に、本発明の配線基板の製
造方法について、絶縁基板として酸化アルミニウムを主
成分とするセラミックスを用いた場合について具体的に
説明する。まず、絶縁基板を形成するために、酸化物セ
ラミックスの主成分となる酸化アルミニウム原料粉末と
して、平均粒径が０．５〜２．５μｍ、特に０．５〜
２．０μｍの粉末を用いる。これは、平均粒径は０．５
μｍよりも小さいと、粉末の取扱いが難しく、また粉末
のコストが高くなり、２．５μｍよりも大きいと、１５
００℃以下の温度で焼成することが難しくなるためであ
る。

【００３８】そして、上記酸化アルミニウム粉末に対し
て、第２の成分として、ＭｎＯ₂を２．０〜６．０重量
％、特に３．０〜５．０重量％の割合で添加する。ま
た、適宜、第３の成分として、ＳｉＯ₂、ＭｇＯ、Ｃａ
Ｏ、ＳｒＯ粉末等を０．４〜８重量％、第４の成分とし
て、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒなどの遷移金属の金属粉末や酸化物
粉末を着色成分として金属換算で２重量％以下の割合で
添加する。なお、上記酸化物の添加に当たっては、酸化
物粉末以外に、焼成によって酸化物を形成し得る炭酸
塩、硝酸塩、酢酸塩などとして添加してもよい。

【００３９】そして、この混合粉末を用いて絶縁層を形
成するためのシート状成形体を作製する。シート状成形
体は、周知の成形方法によって作製することができる。
例えば、上記混合粉末に有機バインダーや溶媒を添加し
てスラリーを調製した後、ドクターブレード法によって
形成したり、混合粉末に有機バインダーを加え、プレス
成形、圧延成形等により所定の厚みのシート状成形体を
作製できる。

【００４０】このようにして作製したシート状成形体に
対して、平均粒径が１〜１０μｍの銅粉末１０〜８０体
積％、平均粒径が１〜１０μｍのタングステン及び／ま
たはモリブデンを２０〜９０体積％の割合で含有する導
体ペーストを調製し、このペーストを各シート状成形体
にスクリーン印刷、グラビア印刷等の手法によって印刷
塗布する。

【００４１】その際、表面配線層形成用導体ペーストと
しては、導体成分組成を銅を１０〜７０体積％、Ｗおよ
び／またはＭｏを３０〜９０体積％の割合で、また内部
配線層形成用導体ペーストとしては、銅を２０〜８０体
積％、Ｗおよび／またはＭｏを２０〜８０体積％の割合
で含有することが望ましい。

【００４２】なお、ビアホール導体を形成する場合に
は、シート状成形体に対して、マイクロドリル、レーザ
ー等により直径が５０〜２５０μｍのビアホールを形成
した後、このビアホール内に上記表面配線層形成用ある
いは内部配線層形成用の導体ペーストを充填する。

【００４３】これらの導体ペースト中には、絶縁層との
密着性を高めるために、酸化アルミニウム粉末や、絶縁
層を形成する酸化物セラミックス成分と同一の組成物粉
末を０．０５〜２体積％の割合で添加することも可能で
ある。

【００４４】その後、導体ペーストを印刷塗布したシー
ト状成形体を位置合わせして積層圧着した後、この積層
体を、この焼成を、非酸化性雰囲気中、焼成最高温度が
１２００〜１５００℃の温度となる条件で焼成する。

【００４５】この時の焼成温度が１２００℃より低い
と、通常の原料を用いた場合において、酸化アルミニウ
ム絶縁基板が相対密度９５％以上まで緻密化できず、熱
伝導性や強度が低下し、１５００℃よりも高いと、Ｗあ
るいはＭｏ自体の焼結が進み、銅との均一組織を維持で
きなく、強いては低抵抗を維持することが困難となりシ
ート抵抗８ｍΩ／□以下が得られなくなる。また、酸化
物セラミックスの主結晶相の粒径が大きくなり異常粒成
長が発生したり、銅がセラミックス中へ拡散するときの
パスである粒界の長さが短くなるとともに拡散速度も速
くなる結果、拡散距離を３０μｍ以下に抑制することが
困難となるためである。好適には、１２５０〜１４００
℃の範囲がよい。

【００４６】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、配線層中の銅の拡散を抑制する
上では、水素及び窒素を含み露点＋１０℃以下、特に−
１０℃以下の非酸化性雰囲気であることが望ましい。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。焼成時の露点が＋１０℃より
高いと、焼成中に酸化物セラミックスと雰囲気中の水分
とが反応し酸化膜を形成し、この酸化膜と銅含有導体の
銅が反応してしまい、導体の低抵抗化の妨げとなるのみ
でなく、銅の拡散を助長してしまうためである。

【００４７】その後、同時焼成された配線基板の表面配
線層２ａに対して、無電解メッキ、または電解メッキ法
により、前述したように、Ａｕ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｎｉおよ
びＰｄの群から選ばれる少なくとも１種の金属層を０．
５〜１０μｍの厚みで被着形成する。

【００４８】また、この表面配線層２ａに対してＦｅ−
Ｎｉ−Ｃｏ、Ｃｕ−Ｗ等からなる金具を取り付ける場合
には、上記金属層に対して共晶半田などの半田を用いて
接合することができる。

【００４９】

【実施例】酸化アルミニウム粉末（平均粒径１．８μ
ｍ）に対して、ＭｎＯ₂を４重量％、ＳｉＯ₂を３重量
％、ＭｇＯを０．５重量％の割合で添加混合した後、さ
らに、成形用有機樹脂（バインダー）としてアクリル系
バインダーと、トルエンを溶媒として混合してスラリー
を調製した後、ドクターブレード法にて厚さ２５０μｍ
のシート状に成形した。そして、所定箇所にホール径１
２０μｍのビアホールを形成した。

【００５０】次に、平均粒径が５μｍの銅粉末と、平均
粒径が０．８〜１２μｍのＷ粉末あるいはＭｏ粉末とを
用いて、内部配線層用及び表面配線層用として表１、２
に示す比率で混合し、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。

【００５１】そして、シート状成形体上に上記導体ペー
ストを印刷塗布し、各シート状成形体のビアホール導体
にも上記内部配線層用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状成形体を位置合わせして
積層圧着して、表面配線層用導体ペーストを塗布したシ
ート状成形体が最上層となる積層体を作製した。その
後、この積層体を実質的に水分を含まない酸素含有雰囲
気中（Ｎ₂＋Ｏ₂または大気中）で脱脂を行った後、１
３００℃の温度にて、露点−１０℃の窒素水素混合雰囲
気にて焼成した。

【００５２】そして、表面配線層に対して、電解メッキ
法によって、表１に示すような各種の金属層を被着形成
した。

【００５３】別途、ペーストを塗布しないシート状成形
体の積層体を上記と同様の条件で焼成して得た焼結体に
対して、アルキメデス法によって相対密度を測定した結
果、相対密度９９．５％であり、レーザーフラッシュ法
によって熱伝導率（厚さ３ｍｍ）が１８Ｗ／ｍ・Ｋ、体
積固有抵抗が１０¹⁴Ω−ｃｍ以上であった。

【００５４】また、配線基板の表面配線層及び内部配線
層、金属層を形成した表面配線層に対して、配線の導体
抵抗、長さ、幅、厚みを測定した後、厚さ１５μｍの導
体に換算したシート抵抗（ｍΩ／□）を算出した。ま
た、配線基板を外観検査し、表面配線層のにじみの発生
および表面配線層の剥離等の有無を観察した。結果は、
表１に示した。

【００５５】

【表１】

【００５６】表１に示すように、表面配線層組成におい
て、配線層のＣｕ含有量が１０体積％よりも少ない試料
Ｎo.１では、メッキ後も導体抵抗が８ｍΩ／□よりも大
きくなった。また７０体積％よりも多い試料Ｎo.１１、
１２では、配線の保形性が悪くなるとともに、組織が不
均一となりシート抵抗が８ｍΩ／□以上になるととも
に、表面配線層ににじみおよび一部剥離も観察された。
内部配線層組成において、配線層のＣｕ含有量が８０体
積％よりも多い試料Ｎo.１２では、内部配線層のシート
抵抗が６ｍΩ／□より高くなってしまった。またＣｕ含
有率が表面配線層よりも多くない試料Ｎo.２では、シー
ト抵抗がメッキ後の表面配線層に比べ低くならなかっ
た。

【００５７】なお、上記本発明の配線基板において、Ｅ
ＰＭＡ（Ｘ線マイクロアナライザー）分析において、配
線層の端部から同一平面内において、銅元素が検出され
る領域の最外部までの距離を１０箇所測定したところ、
各配線層の銅の拡散距離は平均で２０μｍ以下と良好な
特性を示した。

【００５８】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の配線基板に
よれば、高熱伝導性の酸化アルミニウムセラミックスか
らなる絶縁基板の少なくとも表面に同時焼成によって低
抵抗の銅を含有する配線層を形成することができ、高信
頼性の高密度、低抵抗の配線層を形成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の多層配線基板の一実施態様を示す概略
断面図である。

【符号の説明】

１絶縁基板１ａ，１ｂ、１ｃ絶縁層２ａ表面配線層２ｂ内部配線層３ビアホール導体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5E346 AA12 AA15 AA35 AA43 BB01 CC17 CC19 CC32 CC35 CC36 CC38 DD02 DD13 DD22 DD34 EE24 FF18 GG02 GG06 GG08 GG09 GG10 HH02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セラミック絶縁基板と、該絶縁基板の内部
及び表面に前記絶縁基板と同時焼成によって形成された
表面配線層及び内部配線層とを具備してなり、前記表面
配線層が、銅を１０〜７０体積％、タングステン及び／
またはモリブデンを３０〜９０体積％の割合で含有し、
前記内部配線層が、銅を２０〜８０体積％、タングステ
ン及び／またはモリブデンを２０〜８０体積％の割合で
含有するとともに、前記内部配線層中の銅含有量が、前
記表面配線層よりも多いことを特徴とする多層配線基
板。
【請求項２】前記表面配線層のシート抵抗が８ｍΩ／□
以下であることを特徴とする請求項１記載の多層配線基
板。
【請求項３】前記表面配線層の表面に、金属層をメッキ
法によって被着形成してなることを特徴とする請求項１
記載の多層配線基板。
【請求項４】前記内部配線層および前記金属層が被着形
成された表面配線層のシート抵抗が６ｍΩ／□以下であ
ることを特徴とする請求項１記載の多層配線基板。