特許 6474018 セラミック配線基板、セラミック配線基板用セラミックグリーンシート及びセラミック配線基板用ガラスセラミックス粉末

(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】6474018

(24)【登録日】2019年2月8日

(45)【発行日】2019年2月27日

(54)【発明の名称】セラミック配線基板、セラミック配線基板用セラミックグリーンシート及びセラミック配線基板用ガラスセラミックス粉末

(51)【国際特許分類】

   C04B 35/16 20060101AFI20190218BHJP

   C03C 3/091 20060101ALI20190218BHJP

   H05K 1/03 20060101ALI20190218BHJP

   H05K 3/46 20060101ALI20190218BHJP

【ＦＩ】

   C04B35/16

   C03C3/091

   H05K1/03 610D

   H05K3/46 H

【請求項の数】9

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2014-175340(P2014-175340)

(22)【出願日】2014年8月29日

(65)【公開番号】特開2015-92541(P2015-92541A)

(43)【公開日】2015年5月14日

【審査請求日】2017年7月6日

(31)【優先権主張番号】特願2013-204765(P2013-204765)

(32)【優先日】2013年9月30日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000232243

【氏名又は名称】日本電気硝子株式会社

(72)【発明者】

【氏名】馬屋原 芳夫

【審査官】 小川 武

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−１８２８８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２８４５４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００８−５０１８５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−１１６０１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２４２１９７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０４Ｂ ３５／００−３５／８４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

セラミック基板と、
前記セラミック基板内に配された内部導体と、
を備え、
前記セラミック基板は、ガラス、ウイレマイトフィラー及びアルミナフィラーからなる、
セラミック配線基板。

【請求項2】

セラミック基板と、
前記セラミック基板内に配された内部導体と、
を備え、
前記セラミック基板は、ガラス、ウイレマイトフィラー及びアルミナフィラーを含み、
前記ガラスと前記アルミナフィラー及び前記ウイレマイトフィラーとの質量比（前記ガラス：前記アルミナフィラー及び前記ウイレマイトフィラー）は３０：７０〜６５：３５の範囲内にあり、前記アルミナフィラーと前記ウイレマイトフィラーとの質量比（前記アルミナフィラー：前記ウイレマイトフィラー）は２０：８０〜６０：４０の範囲内にあり、
前記ウイレマイトフィラーの平均粒子径は、前記アルミナフィラーの平均粒子径よりも小さい、
セラミック配線基板。

【請求項3】

セラミック基板と、
前記セラミック基板内に配された内部導体と、
を備え、
前記セラミック基板は、ガラス、ウイレマイトフィラー及びアルミナフィラーを含み、
前記セラミック基板は、ガラス、ウイレマイトフィラー及びアルミナフィラーを含み、
前記ガラスと前記アルミナフィラー及び前記ウイレマイトフィラーとの質量比（前記ガラス：前記アルミナフィラー及び前記ウイレマイトフィラー）は３０：７０〜６５：３５の範囲内にあり、前記アルミナフィラーと前記ウイレマイトフィラーとの質量比（前記アルミナフィラー：前記ウイレマイトフィラー）は２０：８０〜６０：４０の範囲内にあり、
−４０℃〜＋１２５℃の温度範囲における熱膨張係数は４ｐｐｍ／℃以下である、
セラミック配線基板。

【請求項4】

前記ガラスはホウケイ酸ガラスである、請求項１〜３のいずれか一項に記載のセラミック配線基板。

【請求項5】

前記ガラスは、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２ ６０〜８０％、Ｂ_２Ｏ_３ １０〜３０％、Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ １〜５％及びＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ ０〜２０％を含む、請求項４に記載のセラミック配線基板。

【請求項6】

ガラス、ウイレマイトフィラー及びアルミナフィラーからなるセラミック配線基板用ガラスセラミック粉末を含む、
セラミック配線基板用セラミックグリーンシート。

【請求項7】

ガラス、ウイレマイトフィラー及びアルミナフィラーを含み、
前記ガラスと前記アルミナフィラー及び前記ウイレマイトフィラーとの質量比（前記ガラス：前記アルミナフィラー及び前記ウイレマイトフィラー）は３０：７０〜６５：３５の範囲内にあり、前記アルミナフィラーと前記ウイレマイトフィラーとの質量比（前記アルミナフィラー：前記ウイレマイトフィラー）は２０：８０〜６０：４０の範囲内にあり、
前記ウイレマイトフィラーの平均粒子径は、前記アルミナフィラーの平均粒子径よりも小さい、
セラミック配線基板用セラミックグリーンシート。

【請求項8】

ガラス、ウイレマイトフィラー及びアルミナフィラーからなる、
セラミック配線基板用ガラスセラミックス粉末。

【請求項9】

ガラス、ウイレマイトフィラー及びアルミナフィラーを含み、
前記ガラスと前記アルミナフィラー及び前記ウイレマイトフィラーとの質量比（前記ガラス：前記アルミナフィラー及び前記ウイレマイトフィラー）は３０：７０〜６５：３５の範囲内にあり、前記アルミナフィラーと前記ウイレマイトフィラーとの質量比（前記アルミナフィラー：前記ウイレマイトフィラー）は２０：８０〜６０：４０の範囲内にあり、
前記ウイレマイトフィラーの平均粒子径は、前記アルミナフィラーの平均粒子径よりも小さい、
セラミック配線基板用ガラスセラミックス粉末。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、セラミック配線基板、セラミック配線基板用セラミックグリーンシート及びセラミック配線基板用ガラスセラミックス粉末に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、半導体ウェハーを検査する際に、半導体ウェハーの上にプローブカードを配し、プローブカードを介して半導体ウェハーをテスターに電気的に接続することがなされている。
プローブカードは、通常、半導体ウェハーに接触するテストヘッドと、テスターに接続されるプリントセラミック配線基板と、プリントセラミック配線基板とテストヘッドとを接続するインターポーザ基板と呼ばれるセラミック配線基板とを有している。

【0003】

例えば特許文献１には、低温焼成可能なセラミック配線基板として、ガラスを含む低温焼成セラミックスからなるセラミック配線基板が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９−０７４８２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

プリントセラミック配線基板の電極パッド間距離は、テストヘッドにおける電極パッド間距離よりも大きい。インターポーザ基板の一方側の主面にはプリントセラミック配線基板の電極パッドに対応した電極パッドが設けられており、他方側の主面の上にはテストヘッドの電極パッドに対応した電極パッドが設けられている。それら一方主面側の電極パッドと他方主面側の電極パッドとが、内部導体によって接続されている。従って、インターポーザ基板においては、両主面の電極パッドの位置精度が高いことが重要となる。

【0006】

また、プローブカードを用いた検査は、例えば、−４０℃から＋１２５℃といった広い温度範囲で行われる。このため、検査温度が変化した際に、インターポーザ基板の電極パッド間距離とテストヘッドやプリントセラミック配線基板等の電極パッド間距離との間に差が出ないようにインターポーザ基板の熱膨張係数を、テストヘッドやプリントセラミック配線基板の熱膨張係数と近似させることが好ましい。従って、インターポーザ基板は、使用環境に合わせて熱膨張係数を調節可能な材料からなることが好ましい。

【0007】

また、通常は、テストヘッドの熱膨張係数は、半導体ウェハーの熱膨張係数と近似している。このため、インターポーザ基板の熱膨張係数を半導体ウェハーの熱膨張係数程度にまで小さくしたいという要望もある。

【0008】

しかしながら、特許文献１に記載のセラミック配線基板では、半導体ウェハーの熱膨張係数ほど低い熱膨張係数を実現することが困難であるという問題がある。
さらに、インターポーザ基板の機械的強度を確保したいという要望もある。
本発明の主な目的は、低温焼成可能なセラミック配線基板であって、熱膨張係数を低く調節することが可能であり、かつ、機械的強度の高いセラミック配線基板を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明に係るセラミック配線基板は、セラミック基板と、内部導体とを備える。内部導体は、セラミック基板内に配されている。セラミック基板は、ガラス、第１のセラミックフィラー及び第２のセラミックフィラーを含む。第１のセラミックフィラーの−４０℃〜＋１２５℃の温度範囲における熱膨張係数は、第２のセラミックフィラーの−４０℃〜＋１２５℃の温度範囲における熱膨張係数よりも低い。第２のセラミックフィラーの３点曲げ強度は、第１のセラミックフィラーの３点曲げ強度よりも高い。

【0010】

本発明に係るセラミック配線基板では、第１のセラミックフィラーの−４０℃〜＋１２５℃の温度範囲における熱膨張係数は−８〜＋５ｐｐｍ／℃であり、第２のセラミックフィラーの３点曲げ強度は４００〜８００ＭＰａであることが好ましい。

【0011】

本発明に係るセラミック配線基板では、セラミック基板は、３種以上のセラミックフィラーを含み、第１のセラミックフィラーは、−４０℃〜＋１２５℃の温度範囲における熱膨張係数が３種以上のセラミックフィラーの中で最も低く、第２のセラミックフィラーは、各セラミックフィラーの３点曲げ強度が３種以上のセラミックフィラーの中で最も高いことが好ましい。

【0012】

本発明に係るセラミック配線基板では、セラミック基板は、ガラス、第１のセラミックフィラー及び第２のセラミックフィラーからなることが好ましい。

【0013】

本発明に係るセラミック配線基板では、第１のセラミックフィラーはウイレマイトフィラーであり、第２のセラミックフィラーはアルミナフィラーであることが好ましい。

【0014】

本発明に係るセラミック配線基板では、ガラスとアルミナフィラー及びウイレマイトフィラーとの質量比（ガラス：アルミナフィラー及びウイレマイトフィラー）は３０：７０〜６５：３５の範囲内にあり、アルミナフィラーとウイレマイトフィラーとの質量比（アルミナフィラー：ウイレマイトフィラー）は２０：８０〜６０：４０の範囲内にあることが好ましい。

【0015】

ウイレマイトフィラーの平均粒子径は、アルミナフィラーの平均粒子径よりも小さいことが好ましい。

【0016】

ガラスはホウケイ酸ガラスであることが好ましい。

【0017】

ガラスは、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２ ６０〜８０％、Ｂ_２Ｏ_３ １０〜３０％、Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ １〜５％及びＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ ０〜２０％を含むことが好ましい。

【0018】

セラミック基板の−４０℃〜＋１２５℃の温度範囲における熱膨張係数は４ｐｐｍ／℃以下であることが好ましい。

【0019】

本発明に係るセラミック配線基板用セラミックグリーンシートは、ガラス、第１のセラミックフィラー及び第２のセラミックフィラーを含み、第１のセラミックフィラーの−４０℃〜＋１２５℃の温度範囲における熱膨張係数は、第２のセラミックフィラーの−４０℃〜＋１２５℃の温度範囲における熱膨張係数よりも低く、第２のセラミックフィラーの３点曲げ強度は、第１のセラミックフィラーの３点曲げ強度よりも高い。

【0020】

本発明に係るセラミック配線基板用ガラスセラミックス粉末は、ガラス、第１のセラミックフィラー及び第２のセラミックフィラーを含み、 第１のセラミックフィラーの−４０℃〜＋１２５℃の温度範囲における熱膨張係数は、第２のセラミックフィラーの−４０℃〜＋１２５℃の温度範囲における熱膨張係数よりも低く、第２のセラミックフィラーの３点曲げ強度は、第１のセラミックフィラーの３点曲げ強度よりも高い。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、低温焼成可能なセラミック配線基板であって、熱膨張係数を低く調節することが可能であり、かつ、機械的強度の高いセラミック配線基板を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の一実施形態に係るセラミック配線基板の模式的断面図である。

【図2】セラミック基板におけるガラスとフィラーとの質量比（ガラスの質量百分率）とセラミック配線基板の相対密度及び機械的強度との関係を表すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。

【0024】

図１は、本実施形態に係るセラミック配線基板の模式的断面図である。図１に示されるセラミック配線基板１は、熱膨張係数が小さく、かつ、機械的強度の高いことが要求されるセラミック配線基板一般として用いることができる。セラミック配線基板１は、例えば、プローブカードのインターポーザ基板として用いることができる。

【0025】

セラミック配線基板１は、セラミック基板１０を有する。セラミック基板１０は、第１及び第２の主面１０ａ、１０ｂを有する。セラミック基板１０は、複数のセラミック層１１の積層体により構成されている。

【0026】

セラミック基板１０の内部には、複数の内部導体２０が配されている。それぞれの内部導体２０は、隣り合うセラミック層１１の間に位置する層間電極２１と、セラミック層１１を貫通しており、セラミック層１１を介してセラミック層１１の積層方向に対向している層間電極２１同士を接続しているビアホール電極２２とを有する。

【0027】

複数の内部導体２０は、セラミック基板１０の第１の主面１０ａと第２の主面１０ｂとに跨がって設けられている。内部導体２０の第１の主面１０ａ側の端部は、第１の主面１０ａの上に設けられた電極パッド３１に接続されている。内部導体２０の第２の主面１０ｂ側の端部は、第２の主面１０ｂの上に設けられた電極パッド３２に接続されている。

【0028】

隣り合う電極パッド３２間の距離は、隣り合う電極パッド３１間の距離よりも長い。このため、セラミック配線基板１がインターポーザ基板として用いられる場合は、テストヘッドが第２の主面１０ｂ側に接続され、プリントセラミック配線基板が第１の主面１０ａ側に接続される。

【0029】

なお、内部導体２０及び電極パッド３１，３２は、適宜の導電材料により構成することができる。内部導体２０及び電極パッド３１，３２は、それぞれ、例えば、Ｐｔ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｐｄ等の金属の少なくとも一種により構成することができる。

【0030】

セラミック基板１０は、ガラスを含む低温焼成セラミックスにより構成されている。具体的には、セラミック基板１０は、ガラス、第１のセラミックフィラー及び第２のセラミックフィラーを含む。そして、第１のセラミックフィラーの−４０℃〜＋１２５℃の温度範囲における熱膨張係数は、第２のセラミックフィラーの−４０℃〜＋１２５℃の温度範囲における熱膨張係数よりも低い。第２のセラミックフィラーの３点曲げ強度は、第１のセラミックフィラーの３点曲げ強度よりも高い。

【0031】

ガラスは、セラミック基板１０の緻密性（相対密度）を高め、セラミック基板１０の機械的強度を高める。

【0032】

セラミックフィラーは、ガラス単体では調整できない、−４０℃〜＋１２５℃の温度範囲における熱膨張係数及び機械的強度を調整できる。
セラミックフィラーとして、−４０℃〜＋１２５℃の温度範囲における熱膨張係数が低い第１のセラミックフィラー、及びセラミックフィラーの３点曲げ強度が高い第２のセラミックフィラーを含むため、ガラスとこれらのセラミックフィラーの質量比を調整することによりセラミック基板１０の熱膨張係数を好適に調節することができるとともに、セラミック基板１０としての機械的強度を担保することができる。つまり、第１のセラミックフィラーにより、セラミック基板１０の−４０℃〜＋１２５℃の温度範囲における熱膨張係数を小さくすることができるとともに、第２のセラミックフィラーにより、セラミック基板１０の機械的強度を向上させることができる。

【0033】

なお、本明細書におけるセラミックフィラーの−４０℃〜＋１２５℃の温度範囲における熱膨張係数は、以下の方法により作製した、厚みが３．０ｍｍのシート状焼結体の熱膨張係数を測定した。

【0034】

なお、本明細書におけるセラミックフィラーの３点曲げ強度は、以下の方法により作製した、厚みが３．０ｍｍのシート状焼結体を用い、ＪＩＳ Ｒ１６０１（２００８）に準拠する方法により測定した。

【0035】

まず、平均粒子径２μｍのセラミックフィラー１００質量部に対して、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）を１５質量部、フタル酸ベンジルブチルを３質量部、トルエン５０質量部を混合、混練してスラリーを作製する。次に、そのスラリーをドクターブレード法により、直径２０．３２ｃｍ（８インチ）、厚みが１５０μｍの円形のシート状に成形してグリーンシートを作製する。次に、８枚のグリーンシートを積層し、９０℃、３０ＭＰａで、熱圧着させた後、４５０℃で熱処理して脱脂した後に、１６００℃で焼結させて焼結体を作製する。最後に、焼結体を厚みが３．０ｍｍとなるまで研磨してシート状の焼結体を得る。

【0036】

セラミック基板１０は、３種以上のセラミックフィラーを含んでもよい。すなわち、第１のセラミックフィラー及び第２のセラミックフィラー以外のセラミックフィラーを含んでもよい。

【0037】

この場合、第１のセラミックフィラーは、−４０℃〜１２５℃の温度範囲における熱膨張係数が３種以上のセラミックフィラーの中で最も低く、第２のセラミックフィラーは、第２のセラミックフィラーの３点曲げ強度が３種以上のセラミックフィラーの中で最も高いことが好ましい。

【0038】

セラミック基板１０は、２種類のセラミックフィラーを含んでいることが好ましい。すなわち、ガラス、第１のセラミックフィラー及び第２のセラミックフィラーの質量比を調整することで、容易にセラミック基板１０の熱膨張係数を小さくすることができるとともに、セラミック基板１０の機械的強度を向上させることができる。

【0039】

第１のセラミックフィラーの−４０℃〜＋１２５℃の温度範囲における熱膨張係数は−８〜＋５ｐｐｍ／℃であることが好ましい。これにより、半導体ウェハーの熱膨張係数に近い熱膨張係数を有するセラミック基板１０を得ることができる。第１のセラミックフィラーの−４０℃〜＋１２５℃の温度範囲における熱膨張係数は、−５〜＋４ｐｐｍ／℃であることがより好ましく、−３〜＋３ｐｐｍ／℃であることがさらに好ましい。

【0040】

第１のセラミックフィラーとしては、ウイレマイトフィラー、コージュライトフィラー、β−スポジュメンフィラー、ムライトフィラー、ジルコニア系セラミックフィラー（ＺｒＳｉＯ_４、ＺｒＷ_２Ｏ_８、（ＺｒＯ_２）Ｐ_２Ｏ_７、ＫＺｒ_２（ＰＯ_４）_３、Ｚｒ_２（ＷＯ_４）（ＰＯ_４）_２）等が挙げられる。これらの中でも、ウイレマイトフィラーが好ましい。ウイレマイトフィラーを用いることで、−４０℃〜＋１２５℃の温度範囲におけるセラミック基板１０の熱膨張係数を、例えば、４ｐｐｍ／℃以下、さらには、３．６ｐｐｍ／℃以下に小さくし得る。なお、ウイレマイトとは、ケイ素・亜鉛複合酸化物である。ウイレマイトは、一般的には、ＺｎＳｉＯ_４で表される。

【0041】

第２のセラミックフィラーの３点曲げ強度は、４００〜８００ＭＰａであることが好ましい。これにより、機械的強度が高いセラミック基板１０を得ることができる。第２のセラミックフィラーの３点曲げ強度は、４５０〜８００ＭＰａであることがより好ましく、５００〜８００ＭＰａであることがさらに好ましい。

【0042】

第２のセラミックフィラーとしては、アルミナフィラー、ジルコニアフィラー等が挙げられる。これらの中でも、アルミナフィラーが好ましい。アルミナフィラーを用いることで、セラミック基板１０の機械的強度を十分に大きくし得る。

【0043】

セラミック基板１０は、例えば、アルミナフィラー及びウイレマイトフィラーを含む場合、アルミナフィラーとウイレマイトフィラーとの質量比を調節することによりセラミック基板１０の熱膨張係数を好適に調節することができるとともに、セラミック基板１０としての機械的強度を担保することができる。つまり、ウイレマイトフィラーにより、熱膨張係数を小さくすることができるとともに、アルミナフィラーにより、セラミック基板１０の機械的強度を向上させることができる。また、−４０℃〜＋１２５℃の温度範囲におけるセラミック基板１０の熱膨張係数を、例えば、４ｐｐｍ／℃以下、さらには、３．６ｐｐｍ／℃以下に小さくし得る。

【0044】

図２は、セラミック基板１０におけるガラスとフィラーとの質量比とセラミック配線基板の相対密度（実線表示）及び機械的強度（３点曲げ強度）（点線表示）との関係を表すグラフである。なお、相対密度Ｄは、実測密度／理論密度×１００（％）、（理論密度はガラス及びセラミックスの理論密度から横軸に対応する混合比で計算した値）で表される。図２に示されるように、相対密度は、ガラス含有量がある値となるまでは、ガラス含有量の増加に伴い増加し、そして、相対密度の増加に伴い、３点曲げ強度も増加する。ガラス含有量がある値以上となると、相対密度が約１００％となり、相対密度はガラス含有量がそれ以上増加しても増加せず、相対密度の増加に伴う３点曲げ強度の増加も見られなくなる。その一方で、ガラス含有量の増加に伴い、フィラーの含有量が減少していくため、それに伴い、３点曲げ強度も減少していく。これらの結果から、セラミック基板１０の機械的強度を高くする観点から、ガラスとアルミナフィラー及びウイレマイトフィラーとの質量比（ガラス：アルミナフィラー及びウイレマイトフィラー）は、３０：７０〜６５：３５の範囲内にあることが好ましく、４０：６０〜６０：４０の範囲内にあることがより好ましいことが分かる。

【0045】

セラミック基板１０において、アルミナフィラー及びウイレマイトフィラーの総量に対するウイレマイトフィラーの質量比（ウイレマイトフィラー／アルミナフィラー及びウイレマイトフィラーの総量）が小さすぎると、セラミック基板１０の機械的強度が向上するものの、セラミック基板１０の熱膨張係数が大きくなると共に誘電率が高くなる傾向にある。アルミナフィラー及びウイレマイトフィラーの総量に対するウイレマイトフィラーの質量比（ウイレマイトフィラー／アルミナフィラー及びウイレマイトフィラーの総量）が大きすぎると、セラミック基板１０の熱膨張係数が小さくなると共に誘電率が低くなるものの、セラミック基板１０の機械的強度が低下する傾向にある。従って、セラミック基板１０の機械的強度を高く保ちつつ、セラミック基板１０の熱膨張係数を小さくし、誘電率を低くする観点からは、アルミナフィラーとウイレマイトフィラーとの質量比（アルミナフィラー：ウイレマイトフィラー）が２０：８０〜６０：４０の範囲内にあることが好ましく、３０：７０〜５０：５０の範囲内にあることがより好ましい。

【0046】

ウイレマイトフィラーの平均粒子径は、アルミナフィラーの平均粒子径よりも小さいことが好ましく、１／２倍以下であることがより好ましい。この場合、フィラーの充填率が高まり、機械的強度が向上する。

【0047】

セラミック基板１０中のガラスは、ホウケイ酸ガラスであることが好ましい。ホウケイ酸ガラスを用いることにより、セラミック基板１０の熱膨張係数を小さくしやすい。また、セラミック基板１０の機械的強度を高くすることができる。

【0048】

具体的には、ホウケイ酸ガラスは、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２ ６０〜８０％、Ｂ_２Ｏ_３ １０〜３０％、Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ １〜５％及びＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ ０〜２０％を含むことが好ましい。

【0049】

以下、特に断りなく示す百分率は、質量百分率を示す。

【0050】

ＳｉＯ_２はガラスの骨格を形成する成分である。ＳｉＯ_２含有量は、質量百分率表示で、６０〜８０％であることが好ましい。ＳｉＯ_２の含有量が少なくなると、ガラス化し難くなる場合がある。一方、含有量が多くなると、溶融温度が高くなり、溶融が困難となる場合がある。ＳｉＯ_２の含有量のより好ましい範囲は６５〜７５％である。

【0051】

Ｂ_２Ｏ_３はガラスの骨格を形成すると共に、ガラス化範囲を広げ、ガラスを安定化させる成分である。Ｂ_２Ｏ_３の含有量は、質量百分率表示で、１０〜３０％であることが好ましい。Ｂ_２Ｏ_３の含有量が少なくなると、溶融温度が高くなり、溶融が困難になる傾向にある。一方、Ｂ_２Ｏ_３の含有量が多くなると、セラミック配線基板１の熱膨張係数が大きくなる傾向にある。Ｂ_２Ｏ_３の含有量のより好ましい範囲は１５〜２５％である。

【0052】

アルカリ金属酸化物（Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ）は溶融ガラスの粘度を低下させ、溶融しやすくする成分である。アルカリ金属酸化物の含有量（合量）は、質量百分率表示で、１〜５％であることが好ましい。アルカリ金属酸化物の含有量が少なくなると、粘度を低下させる効果が低くなる場合がある。一方、アルカリ金属酸化物の含有量が多くなると、耐水性が低下する傾向にある。アルカリ金属酸化物の含有量のより好ましい範囲は２〜４％である。

【0053】

アルカリ土類金属酸化物（ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ）は溶融ガラスの粘度を低下させ、溶融しやすくする成分である。アルカリ土類金属酸化物の含有量（合量）は、質量百分率表示で、０〜２０％であることが好ましい。アルカリ土類金属酸化物の含有量が多くなると、ガラスが不安定となりやすく、ガラスを溶融する際にガラスが失透し傾向にある。アルカリ土類金属酸化物の含有量のより好ましい範囲は５〜１５％である。

【0054】

次に、セラミック配線基板１の製造方法について説明する。

【0055】

まず、上述したガラス粉末、第１のセラミックフィラー及び第２のセラミックフィラーを含むセラミック配線基板用ガラスセラミックス粉末用意する。ここで、セラミック配線基板用ガラスセラミックス粉末において、第１のセラミックフィラーはウイレマイトフィラーであることが好ましく、第２のセラミックフィラーはアルミナフィラーであることが好ましい。ガラスとアルミナフィラー及びウイレマイトフィラーとの質量比（ガラス：アルミナフィラー及びウイレマイトフィラー）は、３０：７０〜６５：３５の範囲内にあることが好ましく、４０：６０〜６０：４０の範囲内にあることがより好ましい。アルミナフィラーとウイレマイトフィラーとの質量比（アルミナフィラー：ウイレマイトフィラー）が２０：８０〜６０：４０の範囲内にあることが好ましく、３０：７０〜５０：５０の範囲内にあることがより好ましい。ウイレマイトフィラーの平均粒子径がアルミナフィラーの平均粒子径よりも小さいことが好ましく、アルミナフィラーの平均粒子径の１／２倍以下であることがより好ましい。

【0056】

ガラスは、ホウケイ酸塩系ガラスであることが好ましく、上記組成のホウケイ酸塩系ガラスであることがより好ましい。ガラス粉末の平均粒子径は、１μｍ〜５μｍの範囲内であることが好ましい。

【0057】

次に、セラミック配線基板用ガラスセラミックス粉末に、樹脂、可塑剤、溶剤等を含むバインダーを添加し、混練することによりスラリーを作製する。そのスラリーを、ドクターブレード法等によりシート状に成形することにより、ガラス、アルミナフィラー及びウイレマイトフィラーを含むセラミック配線基板用セラミックグリーンシートを作製する。

【0058】

次に、セラミックグリーンシートにビアホールを形成する。ビアホールの形成は、例えば、レーザー光の照射や、メカニカルパンチング等により行うことができる。

【0059】

次に、形成したビアホールの内部に、ビアホール電極２２を形成するための導電性ペーストを充填する。また、セラミックグリーンシートの上に、層間電極２１及び電極パッド３１，３２を形成するための導電性ペーストを塗布する。

【0060】

その後、セラミックグリーンシートを適宜積層し、積層体を得る。その積層体を、焼成することによりセラミック配線基板１を完成させることができる。

【0061】

以下、本発明について、具体的な実施例に基づいて、さらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施することが可能である。

【0062】

（実施例１）
質量百分率表示で、ＳｉＯ_２ ７０％、Ｂ_２Ｏ_３ ２８％、Ｋ_２Ｏ ２％となるように、ガラス原料を調合し、白金るつぼにガラス原料を投入し、１６００℃で溶融することで溶融ガラスを得た。溶融ガラスを、水冷した２つの回転ロール間に供給し、溶融ガラスを延伸することにより、フィルム状のガラスを得た。

【0063】

このようにして得られたガラスを、ボールミルにより粉砕し、平均粒子径２．２μｍのガラス粉末を得た。

【0064】

ガラス粉末４５質量部、平均粒子径が２．０μｍであるアルミナ粉末３０質量部、平均粒子径が０．８μｍであるウイレマイト粉末２５質量部となるように調製した混合粉末１００質量部に対して、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）を１５質量部、フタル酸ベンジルブチルを３質量部、トルエン５０質量部を混合、混練したのち、ドクターブレード法により、厚みが１５０μｍのグリーンシートを得た。

【0065】

グリーンシートを打ち抜き加工し、直径２０．３２ｃｍ（８インチ）の円形のグリーンシート成形体を得た。ついで、このグリーンシート成形体に、レーザーパンチングマシンにより、直径が１００μｍで、間隔が５００μｍの貫通孔を形成し、ビア導体を印刷により埋め込んだ。また、層間電極及び電極パッドを導電性ペーストを印刷することにより形成した。その後、グリーンシート成形体を積層し、さらに拘束部材として、アルミナフィラーからなるアルミナグリーンシートを積層し、積層体を作製した。

【0066】

次に、積層体を、９０℃、３０ＭＰａで、熱圧着させた。その後、積層体を４５０℃で熱処理して脱脂した後に、８５０℃で焼結させて焼結体を得た。得られた焼結体を研磨することで拘束部材を除去し、厚みが３．０ｍｍのセラミック配線基板を作製した。

【0067】

−４０〜１２５℃の温度範囲における得られたセラミック配線基板の熱膨張係数は、３．９ｐｐｍ／℃であり、半導体ウェハーの熱膨張係数とほぼ同じ値となった。

【0068】

ＪＩＳ Ｒ１６０１（２００８）に準拠する方法により測定したセラミック配線基板の３点曲げ強度は、３００ＭＰａであり、十分な強度を有していた。

【0069】

そして、このセラミック配線基板をプローブカードに用い、このプローブカードで半導体ウェハーを、−４０〜＋１２５℃の温度範囲で検査したところ、問題無く半導体ウェハーを検査することができた。

【0070】

（実施例２）
以下の点を除いては、実施例１と同様にしてセラミック配線基板を作製した。

【0071】

ガラス原料の組成を、質量百分率表示で、ＳｉＯ_２ ６５％、Ｂ_２Ｏ_３ １５％、ＣａＯ １６％、Ｋ_２Ｏ ４％とした。

【0072】

ガラス粉末の平均粒子径は、２．０μｍであった。

【0073】

ガラス粉末４０質量％、アルミナフィラー粉末２５質量％、ウイレマイトフィラー粉末３５質量％となるように調製した混合粉末１００質量部に対して、メタアクリル酸樹脂を１５質量部、フタル酸ベンジルブチルを３質量部、トルエン５０質量部を混合、混練したのち、ドクターブレード法により、厚みが１５０μｍのグリーンシートを得た。

【0074】

−４０〜１２５℃の温度範囲における得られたセラミック配線基板の熱膨張係数は、３．４ｐｐｍ／℃であり、半導体ウェハーの熱膨張係数とほぼ同じ値となった。

【0075】

ＪＩＳ Ｒ１６０１（２００８）に準拠する方法により測定したセラミック配線基板の３点曲げ強度は、２８０ＭＰａであり、十分な強度を有していた。

【0076】

そして、このセラミック配線基板をプローブカードに用い、このプローブカードで半導体ウェハーを、−４０〜＋１２５℃の温度範囲で検査したところ、問題無く半導体ウェハーを検査することができた。

【0077】

（比較例）
以下の点を除いては、実施例１と同様にしてセラミック配線基板を作製した。

【0078】

ガラス粉末６０質量部、アルミナ粉末４０質量部なるように調製した混合粉末１００質量部に対して、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）を１５質量部、フタル酸ベンジルブチルを３質量部、トルエン５０質量部を混合、混練したのち、ドクターブレード法により、厚みが１５０μｍのグリーンシートを得た。

【0079】

−４０〜１２５℃の温度範囲における得られたセラミック配線基板の熱膨張係数は、６．２ｐｐｍ／℃であり、半導体ウェハーの熱膨張係数よりも大きな値となった。

【0080】

ＪＩＳ Ｒ１６０１（２００８）に準拠する方法により測定したセラミック配線基板の３点曲げ強度は、２８０ＭＰａであった。

【0081】

そして、このセラミック配線基板をプローブカードに用い、このプローブカードで半導体ウェハーを、−４０〜＋１２５℃の温度範囲で検査したところ、セラミック配線基板の膨張により、正確に半導体ウェハーを検査することができなかった。

【符号の説明】

【0082】

１：セラミック配線基板
１０：セラミック基板
１０ａ：第１の主面
１０ｂ：第２の主面
１１：セラミック層
２０：内部導体
２１：層間電極
２２：ビアホール電極
３１，３２：電極パッド

【図1】

【図2】