特許 6026898 セラミック配線基板

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6026898

(24)【登録日】2016年10月21日

(45)【発行日】2016年11月16日

(54)【発明の名称】セラミック配線基板

(51)【国際特許分類】

   H05K 3/28 20060101AFI20161107BHJP

   H05K 1/09 20060101ALI20161107BHJP

【ＦＩ】

   H05K3/28 A

   H05K1/09 C

【請求項の数】3

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-12251(P2013-12251)

(22)【出願日】2013年1月25日

(65)【公開番号】特開2014-143361(P2014-143361A)

(43)【公開日】2014年8月7日

【審査請求日】2015年10月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006633

【氏名又は名称】京セラ株式会社

(72)【発明者】

【氏名】齊藤 愼太郎

【審査官】 小林 大介

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０６−２９１４６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−１８１４４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−００３３８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２０９８８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−３５９４８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−０４６０２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１６５３２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／０２１７０４６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｋ ３／２８

Ｈ０５Ｋ １／０９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

セラミック絶縁基体の表面上に、金属を主成分とし接合強化材を含有する第１導体層と、金属を主成分とし、接合強化材の割合が前記第１導体層よりも少ない第２導体層とが、前記表面から順に設けられており、前記第１導体層の周縁部上からその周囲に位置する前記セラミック絶縁基体の表面に第１保護層が設けられているとともに、前記第２導体層の周縁部上から前記第１保護層上に該第１保護層よりも気孔率の高い第２保護層が設けられていることを特徴とするセラミック配線基板。

【請求項2】

前記第２保護層が、前記第１保護層上までの範囲に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のセラミック配線基板。

【請求項3】

前記第２保護層が前記第１保護層上からその周囲の前記セラミック絶縁基体上に及ぶように設けられていることを特徴とする請求項１に記載のセラミック配線基板。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ガラスなどの接合強化材を含有する導体層を表面に有するセラミック配線基板に関する。

【背景技術】

【0002】

配線基板は、通常、絶縁基体の表面や内部に金属を主成分とする導体層が設けられている。こうした導体層のうち、他の電子部品の端子（あるいは、他の電子部品と接続するためのピン）が接合される部分は、四角形状や円形状のパッドとして形成されており、電気信号の入出力用ピンやハンダバンプの取り付けに備えて、パッドの表面には金属のめっき膜が形成されている。

【0003】

この場合、導体層には、通常、絶縁基体との接合性を高めるために、絶縁基体に含まれる成分と同様の無機成分を接合強化材として含ませるようにしているが、無機成分の量が多い場合には、絶縁基体との接合強度を高めることができるものの、導体層上への入出力用ピンやハンダバンプの取り付けが困難になるという問題がある。これは導体層中に含まれる無機成分の量が多くなると、導体層の表面に無機成分が露出しやすくなるため、導体層の表面にめっき膜を形成することが困難になるからである。

【0004】

このため、導体層の絶縁基体との接合性および導体層と他の電子部品の端子との接合性を両立させるためにこれまで種々の検討が行われている。例えば、特許文献１には、絶縁基体の表面に無機成分を含む第１導体層と無機成分を含まない第２導体層とをこの順に形成することが提案されている。この場合、導体層の最表面側を無機成分を含まないようにしたことで、導体層の表面にめっき膜が形成されやすくなり、入出力用ピンやハンダバンプとの接合性を強化できるとされている。

【0005】

一方、近年、配線基板の小型化や導体層間の間隔の狭ピッチ化に伴い、導体層の面積が小さくなってきており、導体層の面積の減少に伴う接合強度の低下も問題となっている。

【0006】

このような問題に対して、本出願人は、以前、絶縁基体の表面に形成した導体層の周縁部上からその周囲の絶縁基体の表面にかけてセラミックス製の保護層を設けることを提案した（特許文献２を参照）。

【0007】

特許文献２に開示した発明は、図６に示すように、セラミック絶縁基板１０１の表面に形成した導体層１０３の周縁部１０３ａａ上および導体層１０３の周囲のそれぞれに組成の異なる保護層１０５ａ、１０５ｂが隣接するように形成したものである。この場合、導体層１０３の周縁部１０３ａａ上には焼結性の高い保護層（内側保護層）１０５ａが設けられており、一方、周囲側には内側保護層１０５ａよりも焼結性の低い保護層が外側保護層１０５ｂとして設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開平８−１８１４４１号公報

【特許文献2】特開２０１１−１７６１８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

保護層１０５ａ、１０５ｂを導体層１０３の周縁部１０３ａａ上およびその周囲に内側
保護層１０５ａおよび外側保護層１０５ｂとしてそれぞれ隣接させた構造では、これら内側導体層１０５ａおよび外側導体層１０５ｂのうち外側保護層１０５ｂがセラミック絶縁基体１０１の表面に接着するように形成され、その外側保護層１０５ｂが導体層１０３の周縁部１０３ａａ上に形成された内側保護層１０５ａと接着しているものの、焼結性が高いとされる内側保護層１０５ａが導体層１０３の周縁部１０３ａａ上だけにあり、その周囲のセラミック絶縁基体１０１に接着されていない構造であるため、導体層１０３のセラミック絶縁基体１０１に対する接着力を内側保護層１０５ａを介して強化し難く、保護層１０５ａ、１０５ｂとセラミック絶縁基体１０１との間で十分な接着強度を得ることができないという問題があった。

【0010】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、セラミック絶縁基体の表面に無機成分量の異なる上下２層の導体層を設けた場合に、めっき欠けの不良が無く、導体層が十分な接着強度を有するセラミック配線基板を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の配線基板は、セラミック絶縁基体の表面上に、金属を主成分とし接合強化材を含有する第１導体層と、金属を主成分とし、接合強化材の割合が前記第１導体層よりも少ない第２導体層とが、前記表面から順に設けられており、前記第１導体層の周縁部上からその周囲に位置する前記セラミック絶縁基体の表面に第１保護層が設けられているとともに、前記第２導体層の周縁部上から前記第１保護層上に該第１保護層よりも気孔率の高い第２保護層が設けられていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、絶縁基体の表面に無機成分量の異なる上下２層の導体層を設けた場合にも、めっき欠けの不良が無く、導体層が十分な接着強度を有するセラミック配線基板を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明のセラミック配線基板の一実施形態の概略断面図である。

【図2】図１に示す破線で囲まれる領域Ａの拡大図である。

【図3】図１に示す破線で囲まれる領域Ａの断面図であり、第２保護層が第１保護層上からその周囲のセラミック絶縁基体上に及ぶように設けられている構造を示すものである。

【図4】２層の導体層の周縁部上からセラミック絶縁基体上にかけて第１保護層と同じ組成の保護層のみを設けたものである。

【図5】２層の導体層の周縁部上からセラミック絶縁基体上にかけて第２保護層と同じ組成の保護層のみを設けたものである。

【図6】従来のセラミック配線基板を示すものであり、導体層の周縁部上および周囲にそれぞれ異なる組成の保護層が横方向に隣接されている状態を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明のセラミック配線基板の一実施形態を図面に基いて説明する。

【0015】

図１は、本実施形態のセラミック配線基板の概略断面図である。図２は、図１に示す破線で囲まれる領域Ａの拡大図である。

【0016】

図１に示すように、本実施形態のセラミック配線基板は、セラミック絶縁基体１の表面１ａ上に、導体層３とこれを部分的に覆っている保護層５とを備えている。

【0017】

このセラミック配線基板を構成する導体層３は２層構造になっており、セラミック絶縁
基体１側に設けられた第１導体層３ａとこの第１導体層３ａの表面に設けられた第２導体層３ｂとは含まれる接合強化剤の割合が異なるものとなっている。この場合、第２導体層３ｂは第１導体層３ａよりも接合強化材の含有割合が少ないものである。

【0018】

また、第１導体層３ａおよび第２導体層３ｂの表面には、それぞれ組成の異なる第１保護層５ａおよび第２保護層５ｂが設けられている。

【0019】

例えば、図２に示すように、第１導体層３ａの周縁部３ａａ上からその周囲に位置するセラミック絶縁基体１の表面１ａにかけて第１保護層５ａが設けられており、また、第２導体層３ｂの周縁部３ｂｂ上から第１保護層５ａ上に第２保護層５ｂが設けられている。このとき第１保護層５ａは第１導体層３ａと第２導体層３ｂとの層間に途中まで入り込んだ構造である。

【0020】

そして、第１保護層５ａと第２保護層５ｂとは気孔率が異なっており、第２保護層５ｂの方が第１保護層５ａよりも気孔率が高いものとなっている。

【0021】

本実施形態の配線基板によれば、セラミック絶縁基体１の表面に導体層を第１、第２の導体層（３ａ、３ｂ）のように２層積層させて形成したときに、これらの２層の導体層３ａ、３ｂのそれぞれの周縁部３ａａ、３ｂｂ上を覆い、また、その周囲にも及ぶ保護層を第１、第２の保護層（５ａ、５ｂ）として設けたことにより、保護層５を設けない場合に比較して導体層３のセラミック絶縁基体１に対する接着強度を高めることができる。

【0022】

この場合、気孔率の低い第１保護層５ａをセラミック絶縁基体１に直接接している方の第１導体層３ａ側に設けているために、第１導体層３ａとセラミック絶縁基体１との間の隙間をより密に塞ぐことができるとともに接着強度を高めることができる。第１導体層３ａとセラミック絶縁基体１との間の隙間をより密に塞ぐことができることから湿中環境下における信頼性も高めることができる。

【0023】

また、金属成分の含有割合の高い第２導体層３ｂの表面側に気孔率の高い第２保護層５ｂを設けているために第２保護層５ｂ自体、剛性が低くなっており、このため第２導体層３ｂと第２保護層５ｂとの層間で熱膨張係数の違いにより応力が発生しても第２保護層５ｂ自体で吸収し緩和することができ、第２保護層５ｂの破壊や剥がれを防止することができる。

【0024】

さらに、第１保護層５ａの上部側に設けられた第２保護層５ｂが第１保護層５ａに接着させてあるために、第２保護層５ｂも第１保護層５ａを介したかたちでセラミック絶縁基体１に接着された状態にある。これにより第１導体層３ａおよび第２導体層３ｂの両方のセラミック絶縁基体１への接着力を高めることが可能となる。

【0025】

また、本実施形態のセラミック配線基板は、セラミック絶縁基体１に接着される第１導体層３ａの表面に第１導体層３ａよりも接合強化材の含有量の少ない導体層をさらに第２導体層３ｂとして設けているために、導体層３の最表面に設けられている第２導体層３ｂの表面にはめっき膜が形成されやすいため、めっき欠け不良を防止することができる。

【0026】

なお、図２に示しているように、第２導体層３ｂの表面に設けられている第２保護層５ｂが第１保護層５ａ上までの範囲になるように設けられた構造の場合には、保護層５を含めた導体層３の面積を小さくできるために、保護層５の形成された導体層３間の間隔を狭くすることができ、配線ピッチのより狭いセラミック配線基板を得ることができる。

【0027】

本実施形態のセラミック配線基板を構成しているセラミック絶縁基体１は、例えば、図
１に示すように、複数のセラミック絶縁層１１、１２、１３、１４（以下、１１〜１４と記す場合がある。）が積層され、これらの層間を接続する貫通導体４を有するものにも適用できる。この場合も導体層３はセラミック絶縁基体１の主面に設けられる。なお、セラミック絶縁基体１の主面とは、このセラミック絶縁基体１における最も広い面積の面であって図１に示す上面および下面のことをいう。

【0028】

セラミック絶縁層１１〜１４としては、主結晶としてクォーツを含むガラスセラミックスを適用することが望ましい。セラミック絶縁層１１〜１４に上記のガラスセラミックスを適用すると、セラミック絶縁層１１〜１４の熱膨張係数を１３×１０^−６／℃〜１５×１０^−６／℃にすることができることからプリント配線基板（マザーボード）との二次実装信頼性を高めることが可能になる。

【0029】

また、クォーツは室温付近における比誘電率が低いことから、高周波領域における伝送信号の減衰を抑制でき、信号遅延による伝送ロスを少なくすることもできるという利点を有していることから、本実施形態のセラミック配線基板は高周波用としても好適なものとなる。この場合、セラミック絶縁層１１〜１４の材料には、所定の誘電特性や高周波特性を満たす範囲であれば、クォーツの他、セルジアンやエンスタタイトなどの他の結晶を含んでいてもよい。

【0030】

第１導体層３ａおよび第２導体層３ｂの材料としては、導電率が高く、セラミック絶縁基体１との同時焼成を可能とする金属が好適であり、例えば、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、タングステン（Ｗ）およびモリブデン（Ｍｏ）から選ばれる１種の金属が望ましい。

【0031】

第１導体層３ａおよび第２導体層３ｂは、いずれも金属成分の含有量が９４質量％以上であり、残部に接合強化材を０〜６質量％程度含んでいるのがよい。

【0032】

この場合、第１導体層３ａと第２導体層３ｂとは、これらに含まれる接合強化材の含有量が異なるものとなっており、第１導体層３ａに含まれる接合強化材の含有量が３〜６質量％であるときに、第２導体層３ｂに含まれる接合強化材の割合は０〜２質量％であることが好ましい。接合強化材としてはＳｉ、Ａｌ、Ｍｇ、ＣａおよびＢなどを成分として含むガラスが好ましい。

【0033】

次に、第１保護層５ａおよび第２保護層５ｂは、金属成分を含まず、セラミックフィラーとガラスとの複合材料により形成されているものが望ましく、この場合、第１保護層５ａおよび第２保護層５ｂの気孔率はガラス組成の違いにより変化させてあるのが好ましい。セラミックフィラーおよびガラスに同じ材料を用いてセラミックフィラーとガラスとの混合割合を異なるものを用いた場合には、焼成時の収縮速度が大きく異なってくるために、セラミック絶縁基体１の表面に形成される第１導体層３ａおよび第２導体層３ｂの寸法が大きく異なってくるおそれがあるからである。

【0034】

第１保護層５ａおよび第２保護層５ｂの材料に好適なセラミックフィラーとしては、例えば、シリカ、アルミナおよびジルコニアから選ばれる少なくとも１種が好ましい。

【0035】

第１保護層５ａを構成しているガラスとしては、ＳｉがＳｉＯ_２換算で２８〜３１質量％、ＡｌがＡｌ_２Ｏ_３換算で５〜７質量％、ＭｇがＭｇＯ換算で１３〜１６質量％、ＣａがＣａＯ換算で１〜２質量％、ＢａがＢａＯ換算で１４〜１６質量％、ＳｒがＳｒＯ換算で０〜２質量％の組成を有するものがよい。

【0036】

また、第２導体層３ｂを構成しているガラスとしては、ＳｉがＳｉＯ_２換算で３２〜３４質量％、ＡｌがＡｌ_２Ｏ_３換算で６〜９質量％、ＭｇがＭｇＯ換算で０〜２質量％、Ｃ
ａがＣａＯ換算で９〜１２質量％、ＢａがＢａＯ換算で１５〜１８質量％、ＳｒがＳｒＯ換算で１〜３質量％の組成を有するものがよい。

【0037】

第１保護層５ａおよび第２保護層５ｂに含まれる各成分の割合が上記の範囲であると、第１保護層５ａと第２保護層５ｂとの間の収縮挙動を近づけることができ、セラミック絶縁基体１の主面での凹凸を抑制できるという利点がある。

【0038】

また、第２導体層３ｂの表面に適度にガラスが存在する状態となることから、第２導体層３ｂの表面の酸化が抑えられ、酸化膜（酸化銅）の生成が抑制される。これより、例えば、第２導体層３ｂに含まれる金属成分をエッチングした後に形成されるめっき膜も良好なものとなる。

【0039】

以上説明した導体層３（第１導体層３ａ、第２導体層３ｂ）および保護層５（第１保護層５ａ、第２保護層５ｂ）によれば、導体層３のメタライズ強度が５ｋｇｆ／ｍｍ^２以上、平坦度が８０μｍ以下であり、セラミック絶縁基体１の表面に形成された導体層３の周縁部を覆う保護層５側において、変色による斑点が無く、また、セラミック絶縁基体１の表面を被覆している保護層５の表面への焼成用セッターの成分の付着もほとんど無いセラミック配線基板を得ることができる。

【0040】

また、この実施形態のセラミック配線基板では、導体層３に被覆されている保護層５に含まれるガラスの組成が上記の範囲であると、例えば、導体層３に含まれる金属成分の拡散による保護層５の焼結性の低下を抑制することができ、ガラスエッチング液や銅エッチングの侵食を防ぐことができめっき性を高めることが可能になる。

【0041】

これに対し、セラミック絶縁基体１の表面に重ねて形成した２層の導体層３ａ、３ｂに保護層を設けない場合、保護層を設けても組成が１種である場合、または、上述した特許文献２に示された構造のようにセラミック絶縁基体１の表面上に組成の異なる２つの保護層を横の方向に並列に並べたような構造の場合には、セラミック絶縁基体１に対する導体層３の接合強度が低くなるか、めっき性が劣化するか、焼成用セッター材の付着が起こるおそれがある。

【0042】

ここで、保護層５の組成については、例えば、分析する試料を切断してこの断面を研磨し、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による画像を解析し、まず、組織上でガラスとセラミックフィラーを分離し面積比を求めることで算出できる。また、ガラスに含まれる各成分の含有量は、ガラスの一部についてスポット的にエネルギー分散型Ｘ線分光分析（ＥＤＳ）を行うことにより算出できる。

【0043】

また、導体層３の組成についても、同様の方法によって求める。この場合、まず、組織観察した画面上において金属成分と接合強化材とを分離し面積比を求める。また、接合強化材に含まれる各成分の含有量は、接合強化材の一部についてスポット的にエネルギー分散型Ｘ線分光分析（ＥＤＳ）を行って求める。

【0044】

図３は、図１に示す破線で囲まれる領域Ａの断面図であり、第２保護層が第１保護層上からその周囲のセラミック絶縁基体上に及ぶように設けられている構造を示すものである。

【0045】

図３では、第２導体層５ｂの周縁部５ｂｂ上から第１保護層５ａ側に伸びた第２保護層５ｂが第１保護層５ａの側面に接着されているとともに、セラミック絶縁基板１の表面１ａにも接着するように形成されているために、第２保護層５ｂのセラミック絶縁基体１に対する接着強度をさらに高めることができ、結果として、セラミック絶縁基体１に対する
導体層３の接着強度を向上させることができる。

【0046】

保護層５における気孔率は、焼成後のセラミック配線基板を断面研磨し、走査型電子顕微鏡を用いて断面写真を撮り、撮影した写真から単位面積当たりに存在する気孔の面積を求める。例えば、評価に用いる面積としては、５００〜１００００μｍ^２が良い。第１保護層３ａと第２保護層５ｂとの間で気孔率に３％以上の差が認められる場合に気孔率に差を有するものとする。

【0047】

導体層３の接着強度は強度測定用パターン上に、Ｃｕ製のピンを共晶半田を用いて接合し、引張試験機（「MODEL-1310DW」Aiko ENGINEERING製）を用いて引っ張りによる破壊強度を測定して求める。

【0048】

次に、本実施形態のセラミック配線基板の製造方法について説明する。

【0049】

まず、セラミックグリーンシートを作製するためのガラス粉末およびセラミックフィラーを用意し、これらに適当な有機バインダおよび有機溶剤を混合してスラリーを得る。得られたスラリーから、所望の成形手段、例えばドクターブレード法、カレンダーロール法、圧延法等によりセラミックグリーンシートを作製する。

【0050】

また、所望のセラミックグリーンシート上に、銅粉末を主成分として含む導体ペーストをスクリーン印刷法やグラビア印刷法にて形成する。

【0051】

なお、多層のセラミック配線基板を作製する場合には、得られたセラミックグリーンシートにパンチングやレーザー加工法などにより貫通孔を形成し、この貫通孔に導体ペーストを充填するとともに、表面に配線となる導体パターンを形成する。

【0052】

次に、導体層３用の導体パターンの周縁部に保護層用のペーストを用いてスクリーン印刷法により保護層用のパターンを形成する。この場合、第１導体層用の導体パターン、第１保護層用のパターン、第２導体層用の導体パターンおよび第２保護層用のパターンをこの順に形成する。

【0053】

第２導体層用の導体パターンを形成するための導体ペーストは、第１導体層用の導体パターンよりも接合強化材を少なくしたものを用いるのがよく、また、第２保護層用のパターンを形成するためのセラミックペーストは、第１導体層用の導体パターンよりも軟化温度の高いガラスを添加したものを用いるのがよい。

【0054】

次に、導体層用の導体パターンおよび保護層用のパターンが形成されたセラミックグリーンシートの下側に無垢のセラミックグリーンシートを複数枚積層し、これを熱圧着法または積層助剤を用いて加圧積層する方法により積層体を作製する。

【0055】

次に、得られた積層体を焼成する。焼成は窒素雰囲中７００〜７５０℃の温度で１〜５時間保持することにより脱脂した後、窒素雰囲気中８５０℃〜９００℃の温度で１〜２時間の条件で行う。

【0056】

次に、焼成により得られたセラミック配線基板の素体を、例えば、過硫酸アンモニウムおよびフッ化アンモニウムを用いて表面処理を行った後、第２導体層上にめっき処理を行い、Ｐｄめっき膜、Ｎｉめっき膜およびＡｕめっき膜を形成する。なお、それぞれの浸漬工程の間に、水洗、アルカリ脱脂および酸処理などを適宜行う。以上説明した製造方法により、本実施形態のセラミック配線基板を得ることができる。

【実施例】

【0057】

まず、ガラス粉末とセラミックフィラーとしてＳｉＯ_２粉末とを混合し、次いで、この混合物に、イソブチルメタクリレートにトルエンを含む有機バインダを添加し、有機溶剤としてジブチルフタレートを添加してスラリーを作製した後、ドクターブレード法により厚み１２５μｍのセラミックグリーンシートを作製した。このとき用いたガラス粉末の組成は、ＳｉＯ_２：４０質量％、Ｂ_２Ｏ_３：８質量％、Ａｌ_２Ｏ_３：８質量％、ＭｇＯ：２０質量％、ＣａＯ：２質量％、ＢａＯ２０質量％、ＳｒＯ：１質量％、ＺｒＯ_２：１質量％であった。

【0058】

次に、得られたセラミックグリーンシートの表面に導体層用の導体パターンおよび保護装用のパターンを図２〜図６に示す断面構造になるように形成した。なお、図４は、図２と同様の２層の導体層の周縁部上からその外側のセラミック絶縁基体上に第１保護層と同様の組成の保護層のみを設けたものであり、図５は、図２と同様の２層の導体層の周縁部上からその外側のセラミック絶縁基体上に第２保護層と同様の組成の保護層のみを設けたものである。

【0059】

第１、第２導体層は焼成後の直径が０．６ｍｍに、第１保護層は焼成後の内径が０．５ｍｍ、外形が０．８ｍｍになる円形の導体パターンを形成した。第２保護層は焼成後の内径が０．５ｍｍに、外形が０．８〜１．０ｍｍになるようにドーナツ状のパターンを形成した。第１、第２導体層の平均厚みは焼成後に２０μｍに、また、第１、第２保護層の平均厚みは焼成後に１０μｍになるように印刷した。焼成後のセラミック配線基板の表面には、第１導体層、第１保護層、第２導体層および第２保護層がこの順に形成されたメタライズ層が１０×１０個（計１００個）並ぶようにした。

【0060】

ここで、第１導体層の導体パターンを形成するための導体ペーストとしては、固形分で銅粉末を９５質量％およびガラス粉末を５質量％含むものを用いた。第２導体層を形成するための導体ペーストは固形分として銅粉末１００質量％含むものを用いた。

【0061】

第１保護層用のセラミックペーストとしては、シリカのフィラーを３０質量％含み、残部にＳｉＯ_２を３０質量％、Ａｌ_２Ｏ_３を５．５質量％、ＣａＯを１質量％、ＢａＯを１６質量％、ＭｇＯを１６質量％、ＳｒＯを１質量％およびＺｒＯを０．５質量％含有するガラス粉末を含むものとした。

【0062】

第２保護層用のペーストとしては、シリカのフィラーは同量とし、ガラス粉末として、ＳｉＯ_２を３３質量％、Ａｌ_２Ｏ_３を８質量％、ＣａＯを１２質量％、ＢａＯを１６質量％およびＳｒＯを１質量％含有するものを用いた。

【0063】

こうして作製した導体パターンおよび保護装用のパターンが形成されたセラミックグリーンシートに無垢のセラミックグリーンシート熱圧着により２０層積層して積層体を作製した。

【0064】

次に、得られた積層体をアルミナ材の焼成用セッターで挟み、水蒸気を含む窒素雰囲気中にて、温度を７２５℃、保持時間を３時間とした条件で脱脂を行った後、窒素雰囲気にて、最高温度を８６０℃、保持時間を１時間とした条件で本焼成を行ない、縦４５ｍｍ、横４５ｍｍ、厚みが約２ｍｍの大きさのセラミック配線基板の素体を作製した。

【0065】

次に、得られたセラミック配線基板の素体を過硫酸アンモニウムおよびフッ化アンモニウムを用いて表面処理を行った後、セラミック配線基板の素体の表面に形成された第２導体層上に、順に、Ｐｄめっき膜、Ｎｉめっき膜およびＡｕめっき膜を形成して、セラミック配線基板を完成させた。

【0066】

上記の方法で得られたセラミック配線基板に対して、セラミック絶縁基体の表面上に形成された保護層の気孔率を測定した。

【0067】

保護層における気孔率は、焼成後のセラミック配線基板を断面研磨し、走査型電子顕微鏡を用いて断面写真を撮り、撮影した写真から単位面積当たりに存在する気孔の面積を求めた。このとき評価した導体層は１つのセラミック配線基板において３つとし、平均値を求めた。作製した試料の第１保護層には気孔がほとんど見られず、第２保護層側との間の気孔率の差はいずれも３％であった。

【0068】

導体層の接着強度は強度測定用パターン上に、Ｃｕ製のピンを共晶半田を用いて接合し、引張試験機（「MODEL-1310DW」Aiko ENGINEERING製）を用いて引っ張り（引張速度：８３μｍ／秒）による破壊強度を測定して求めた。１枚のセラミック配線基板の試料について１０箇所の測定を行い、平均値を求めた。

【0069】

めっき欠けの不良は、第２導体層の表面に形成しためっき膜中に見られる最大径が２０μｍ以上の空隙部分の個数を数えることによって判定した。試料としてのセラミック配線基板の数は２個とし、そのセラミック配線基板の中央部にある５個のパッドを抽出した。表１には、１つのパッドに見られた最大径が２０μｍ以上の空隙の最大個数を示した。この場合、最大径が２０μｍ以上の空隙が１個でも見られた試料を不良とした。

【0070】

また、焼成後のセラミック配線基板の第２保護層の表面を観察し、焼成用セッター材の付着の有無を調べた。焼成用セッター材の付着が見られたものは不良とした。

【0071】

【表1】

【0072】

表１の結果から明らかなように、作製した試料のうち、図２の構造の場合の接着強度は２．７kgf/mm²、図３の構造の場合は４．２kgf/mm²であった。また、これらの試料はいずれもめっき欠けおよびセッター材の付着も見られなかった。

【0073】

これに対し、第１保護層および第２保護層をセラミック絶縁基体上に並列させた図６の構造の場合の接着強度は１．８kgf/mm²と、図２および図３の構造に比べて低かった。

【0074】

また、図２と同様に２層の導体層を形成しても保護層を設けなかった試料の接着強度は０．８kgf/mm²であった。

【0075】

また、図２と同様に２層の導体層を形成しても、第１保護層の材料のみで保護層を形成
した試料（図４）の場合には、接着強度は４．１kgf/mm²と高かったが、第１保護層の材
料から溶出したガラスのためにめっき欠けおよびセッター材の付着が見られた。

【0076】

また、図２と同様に２層の導体層に第２保護層の材料のみで保護層を形成した試料（図５）の場合には、接着強度が２．１kgf/mm²と低かった。

【符号の説明】

【0077】

１、１０１・・・・・・・・・セラミック絶縁基体
１ａ・・・・・・・・・・・・セラミック絶縁基体の表面
１１、１２、１３、１４・・・セラミック絶縁層
３、１０３・・・・・・・・・導体層
３ａ、１０３ａ・・・・・・・第１導体層
３ａａ・・・・・・・・・・・第１導体層の周縁部
３ｂ、１０３ｂ・・・・・・・第２導体層
３ｂｂ・・・・・・・・・・・第２導体層の周縁部
５・・・・・・・・・・・・・保護層
５ａ・・・・・・・・・・・・第１保護層
５ｂ・・・・・・・・・・・・第２保護層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】