CN118284586A - 玻璃陶瓷和电子部件 - Google Patents
玻璃陶瓷和电子部件Info
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Abstract
一种玻璃陶瓷，包含含有Si、B，Al和Zn的玻璃以及骨料，其中，含有前述玻璃45重量％～80重量％，并且，相对于前述玻璃陶瓷的重量，包含20重量％～50重量％的SiO2、20重量％以下的Al2O3、以及10重量％以下的ZnO作为前述骨料。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃陶瓷和电子部件。
背景技术
作为陶瓷多层配线基板用陶瓷材料，已知有可低温煅烧的玻璃陶瓷材料。
例如，专利文献1中公开了具有RO－Al2O3－B2O3－SiO2(其中，RO为选自MgO、CaO、SrO、BaO、ZnO中的1种或2种以上)的基本组成、RO和Al2O3均在1～25mol％的范围内且SiO2/B2O3的mol％比为1.3以下的低温煅烧基板用玻璃组合物、以及在该低温煅烧基板用玻璃组合物中含有骨料的玻璃陶瓷。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004－26529号公报
发明内容
专利文献1所述的玻璃陶瓷能够在3GHz下实现20×10-4以下这样优异的介电损耗。
然而，专利文献1中记载的低温煅烧基板用玻璃组合物的SiO2/B2O3的mol％比为1.3以下，B(硼)的含有率高。这样的高硼组成的玻璃能够降低介电损耗，另一方面，却存在硼含量不稳定的问题。具体而言，存在如下问题：在混合粉碎时硼向溶剂溶出或者煅烧时硼挥发。如果硼含量因溶出、挥发而减少，则煅烧时的玻璃的粘度降低而成为烧结不足的原因。另外，因溶出、挥发而硼减少的玻璃的化学性质不稳定且耐湿性、耐镀覆液性较低，因此，有可能导致品质降低。
另外，专利文献1中记载的玻璃陶瓷由于热膨胀系数小于6ppm/K，较低，与其它电介质、封装基板的热膨胀系数之差较大，因此容易成为品质不良的原因。
本发明的目的在于：解决上述课题，提供一种相对介电常数和介电损耗较小、热膨胀系数较大的玻璃陶瓷。
本发明的玻璃陶瓷的一个实施方式是一种包含含有Si、B，Al和Zn的玻璃以及骨料的玻璃陶瓷，含有前述玻璃45重量％～80重量％，并且，相对于前述玻璃陶瓷的重量，包含20重量％～50重量％的SiO2、20重量％以下的Al2O3以及10重量％以下的ZnO作为前述骨料，。
本发明的玻璃陶瓷的另一实施方式是一种含有Si、B，Al和Zn的玻璃陶瓷，SiO2含量为52.00重量％～71.58重量％，B2O3含量为6.30重量％～21.00重量％，Al2O3含量为7.63重量％～22.00重量％，ZnO含量为5.04重量％～17.00重量％，Li2O含量为0.55重量％以下。
本发明的电子部件具备玻璃陶瓷层，所述玻璃陶瓷层为本发明的玻璃陶瓷的烧结体。
根据本发明，能够提供相对介电常数和介电损耗较小、热膨胀系数较大的玻璃陶瓷。
附图说明
图1是示意的示出作为本发明的电子部件的层叠陶瓷电子部件的一个例子的截面图。
图2是示出图1中的层叠陶瓷电子部件的制造过程中制作的层叠生坯片(未煅烧状态)的截面示意图。
具体实施方式
以下，对本发明的玻璃陶瓷和电子部件进行说明。应予说明，本发明并不限定于以下构成，可以在不脱离本发明要旨的范围内进行适当变更。另外，将以下记载的各个优选构成组合多个而成的方案也仍然为本发明。
本发明的玻璃陶瓷为低温共烧陶瓷(LTCC)材料。本说明书中，“低温共烧陶瓷材料”是指可在1000℃以下的煅烧温度下烧结的玻璃陶瓷材料。
本发明的玻璃陶瓷的一个实施方式是包含：含有Si、B，Al和Zn的玻璃以及骨料的玻璃陶瓷，含有玻璃45重量％～80重量％，并且，相对于前述玻璃陶瓷的重量，含有20重量％～50重量％的SiO2、20重量％以下的Al2O3、以及10重量％以下的ZnO作为骨料。
本发明中使用的玻璃含有Si、B、Al和Zn。
作为玻璃，优选SiO2的含量为15重量％～65重量％，B2O3的含量为11重量％～30重量％，SiO2与B2O3的重量比(SiO2/B2O3)为1.21以上，Al2O3与ZnO的重量比(Al2O3/ZnO)为0.75～1.64的玻璃。
玻璃中含有的SiO2的含量优选为15重量％～65重量％，更优选为45重量％～60重量％。如果SiO2的含量为15重量％～65重量％，则在包含玻璃的玻璃陶瓷被烧结时，有助于相对介电常数的降低。其结果，伴随着电信号的高频化的寄生电容等得到抑制。
如果玻璃中含有的SiO2的含量超过65重量％，则存在难以在1000℃以下进行烧结、或者结晶温度上升而使ZnAl2O4的晶体变得难以析出这样的问题。特别是由于结晶温度超过1000℃时在玻璃陶瓷的煅烧时不析出晶体，因此玻璃陶瓷的Q值变得容易降低。另一方面，如果玻璃中含有的SiO2的含量小于15重量％，则粘度过于降低而变得难以玻璃化。
玻璃中的B2O3有助于玻璃粘度的降低。因此，玻璃陶瓷的烧结体变得致密。
玻璃中含有的B2O3的含量优选为11重量％～30重量％，更优选为15重量％～30重量％。
另外，SiO2与B2O3的重量比(SiO2/B2O3)优选为1.21以上。如果上述重量比为该范围，则B2O3在玻璃整体中所占的比例较少。因此，不易产生硼从玻璃的溶出、挥发，不易产生烧结不足和耐镀覆液性降低等问题。
另外，SiO2与B2O3的重量比(SiO2/B2O3)优选为4以下。
玻璃中的Al2O3有助于提高玻璃的化学稳定性。另外，玻璃中的ZnO与Al2O3一起形成ZnAl2O4的晶体相。
如果玻璃含有Al和Zn，则有助于低损耗化的ZnAl2O4的晶体在玻璃中析出。
Al2O3与ZnO的重量比(Al2O3/ZnO)优选为0.75～1.64。如果上述重量比为该范围，则玻璃中的ZnAl2O4的含量为优选范围。
如果Al2O3与ZnO的重量比(Al2O3/ZnO)小于0.75，则ZnO过多，作为介电损耗的倒数的Q值会降低。另一方面，如果Al2O3与ZnO的重量比(Al2O3/ZnO)超过1.64，则Al2O3过多而导致玻璃的粘度增加，有时无法得到致密的烧结体。
本发明的玻璃陶瓷中，优选玻璃为结晶玻璃，并且包含属于从玻璃析出的晶体相的ZnAl2O4。
通过在玻璃陶瓷的煅烧时析出ZnAl2O4而成为介电损耗较小且Q值较高的玻璃陶瓷。因此玻璃的结晶温度优选为玻璃陶瓷被煅烧的温度以下。具体而言，玻璃的结晶温度优选为1000℃以下。如果玻璃的结晶温度为1000℃以下，则能够提高Q值。
本发明的玻璃陶瓷中，玻璃可以含有Li2O作为副成分。Li2O的含量优选为1.0重量％以下。玻璃中的Li2O有助于玻璃粘性降低。如果玻璃中含有Li2O则玻璃陶瓷的烧结性提高。
本发明的玻璃陶瓷包含20重量％～50重量％以下的SiO2作为骨料。
作为骨料的SiO2优选石英。石英由于相对介电常数较低，因此作为骨料使用时能够降低玻璃陶瓷的相对介电常数。而且，石英在玻璃陶瓷被烧结时有助于增大热膨胀系数。玻璃的热膨胀系数约为6ppm/K，与此相对，石英的热膨胀系数约为15ppm/K，因此通过玻璃陶瓷含有石英而在被烧结时得到高热膨胀系数。因此，能够使与作为电极使用的Ag、Cu等金属材料的热膨胀差变小，因此烧结后的冷却过程中产生的热应力变小，不易产生电极周边的裂纹等内部缺陷。
另外，封装于封装基板(例如，树脂基板)时的可靠性提高。但是，如果石英的添加量变多，则存在Q值略微降低的趋势。
如果作为骨料的SiO2的含量为20重量％～50重量％，则能够提高玻璃陶瓷的热膨胀系数而接近由铜、银等构成的导电层的热膨胀系数。如果作为骨料的SiO2的含量小于20重量％，则有时玻璃陶瓷的热膨胀系数过小。如果作为骨料的SiO2的含量超过50重量％，则有时玻璃陶瓷的热膨胀系数变大。
对于作为骨料的SiO2，也可以使用非晶二氧化硅、二氧化硅玻璃。非晶二氧化硅、二氧化硅玻璃与石英相比相对介电常数更低，因此能够进一步降低玻璃陶瓷的相对介电常数。也可以使用石英、非晶二氧化硅、二氧化硅玻璃中的多种。
本发明的玻璃陶瓷含有20重量％以下的Al2O3作为骨料。
应予说明，本发明的玻璃陶瓷也可以不含有Al2O3作为骨料。
作为骨料的Al2O3在烧结玻璃陶瓷时有助于实现低介电损耗和高机械强度。具体而言，通过添加Al2O3而使Q值变高。而且，抗折强度上升，通过使用作为骨料的Al2O3而能够得到具有超过150MPa的抗折强度的玻璃陶瓷。玻璃陶瓷的抗折强度影响制成电子部件时的强度，因此越高越好。特别是更优选150MPa以上。
抗折强度的提高是由于通过添加作为骨料的Al2O3而促进ZnAl2O4从玻璃的析出。另外，还因含有Q值高、强度高的Al2O3作为晶体相。
另外，含有作为骨料的Al2O3时，能够防止玻璃陶瓷被烧结时析出方石英晶体。虽然方石英晶体为SiO2晶体中的一种，但由于在约280℃下发生相变，因此如果在玻璃陶瓷的烧结过程中析出方石英晶体，则在高温环境下体积变化很大，可靠性降低。从这样的观点考虑，也优选玻璃陶瓷不含有方石英晶体。这里，“不含有方石英晶体”是指方石英晶体的含量为检测极限以下。通过X射线衍射(XRD)等晶体结构分析来确认是否析出了方石英晶体。
为了通过含有作为骨料的Al2O3来发挥上述效果，Al2O3的添加量优选为1重量％以上。但是，通过添加Al2O3而使玻璃陶瓷的相对介电常数变高。因此作为骨料的Al2O3的添加量优选10重量％以下。另外，如果作为骨料的Al2O3的添加量超过20重量％，则玻璃陶瓷的烧结受到阻碍。
本发明的玻璃陶瓷含有10重量％以下的ZnO作为骨料。
应予说明，本发明的玻璃陶瓷也可以作为骨料不含有ZnO。
如果含有作为骨料的ZnO，则能够提高烧结性。另外，能够补充玻璃中的ZnO的挥发成分。
为了通过含有ZnO作为骨料而发挥上述效果，ZnO的添加量优选为1.0重量％以上，更优选为2.5重量％以上。但是，如果作为骨料的ZnO的添加量超过10重量％，则玻璃陶瓷的相对介电常数变高。另外，通过添加ZnO而有时在煅烧中生成Zn2SiO4(硅锌矿)。
本发明的玻璃陶瓷优选包含SiO2、ZnAl2O4和Al2O3作为晶体相。通过在煅烧后的玻璃陶瓷中包含SiO2、ZnAl2O4、Al2O3作为晶体相，从而成为相对介电常数较小、介电损耗较小、Q值较高、热膨胀系数较大且抗折强度较高的玻璃陶瓷。优选石英作为SiO2晶体相，优选锌尖晶石(Gahnite)作为ZnAl2O4晶体相。
可以通过X射线衍射(XRD)等晶体结构分析来确认包含这些晶体相。
本发明的玻璃陶瓷的相对介电常数优选为5.0以下，更优选为4.5以下，进一步优选为4.3以下。
玻璃陶瓷的相对介电常数规定为在6GHz或30GHz下测定的值。
在6GHz下的相对介电常数可以利用扰动法进行测定。
在30GHz下的相对介电常数可以利用依据JIS R 1641的TE011模式谐振腔法进行测定。
根据本发明，能够提供一种硼含有率低、相对介电常数和介电损耗较小、Q值较高、热膨胀系数较大的玻璃陶瓷。通过进一步含有Al2O3作为骨料而能够使Q值变大并提高抗折强度。
应予说明，本发明的玻璃陶瓷中，通过利用扫描式电子显微镜(SEM)、透射式电子显微镜(TEM)对电子衍射图案进行分析的方法、用氟化氢等将玻璃部分溶出的方法，可以对玻璃和骨料进行区分或分离。
通过对被区分或分离出的玻璃和骨料进行波长色散型X射线分析(WDX)、能量色散型X射线分析(EDX)、电感耦合等离子体发射光谱分析(ICP)等元素分析，能够对玻璃和骨料的组成分别进行测定。通过上述方法，能够分别测定作为玻璃的SiO2含量和作为骨料的SiO2的含量。其它元素也同样。
本发明的玻璃陶瓷的另一实施方式是含有Si、B，Al和Zn的玻璃陶瓷，SiO2含量为52.00重量％～71.58重量％，B2O3含量为6.30重量％～21.00重量％，Al2O3含量为7.63重量％～22.00重量％，ZnO含量为5.04重量％～17.00重量％，Li2O含量为0.55重量％以下。
另外，SiO2含量优选为60重量％以上，B2O3含量优选为15重量％以下，Al2O3含量优选为15重量％以下，ZnO含量优选为12重量％以下。
本发明的玻璃陶瓷的另一实施方式相当于在玻璃陶瓷的一个实施方式中不区分玻璃与骨料而规定了Si、B、Al和Zn的含量的玻璃陶瓷中的一部分。因此，本发明的玻璃陶瓷的另一实施方式起到在本发明的玻璃陶瓷的一个实施方式中发挥的效果。
[电子部件]
本发明的电子部件具备作为本发明的玻璃陶瓷的烧结体的玻璃陶瓷层。
作为本发明的电子部件，例如，可举出：具有多个作为本发明的玻璃陶瓷的烧结体的玻璃陶瓷层的层叠体；或具备使用该层叠体的层叠陶瓷基板以及搭载于该陶瓷基板的芯片部件的层叠陶瓷电子部件等。
本发明的电子部件由于具备作为本发明的玻璃陶瓷的烧结体的玻璃陶瓷层，因此为低介电常数且低介电损耗。
具备多个作为本发明的玻璃陶瓷的烧结体的玻璃陶瓷层的层叠体例如可以用于通信用陶瓷多层基板、层叠电介质滤波器。
本发明的电子部件由于相对介电常数和介电损耗小、Q值高，因此特别适合作为在毫米波频段使用的电子部件。
玻璃陶瓷层的热膨胀系数优选为6ppm/K以上。
玻璃陶瓷层的相对介电常数优选为4.5以下。
玻璃陶瓷层的Q值优选为800以上。
玻璃陶瓷层的抗折强度优选为150MPa以上。
本发明的电子部件具备由含有Cu的金属构成的电极，玻璃陶瓷层中含有的Cu以CuO换算计优选为0.5重量％以下。
将Cu作为电极使用时，产生Cu从电极向玻璃陶瓷中的扩散。有时因从电极扩散出的Cu而使电极周边的玻璃陶瓷的烧结性变化产生空洞(void)等不良情况。通过在玻璃陶瓷中添加少量CuO作为骨料而能够防止这样的不良情况。Cu也可以以CuO换算添加更多超过0.5重量％，但该情况下容易在玻璃陶瓷内产生Cu的析出，因此制成电子部件时有可能导致电极间短路。
图1是示意地示出作为本发明的电子部件的的层叠陶瓷电子部件的一个例子的截面图。如图1所示，电子部件2具备：层叠多个玻璃陶瓷层3(在图1中为5层)而成的层叠体1、以及搭载于层叠体1的芯片部件13、14。层叠体1也为层叠陶瓷基板。
玻璃陶瓷层3为本发明的玻璃陶瓷的烧结体。因此，层叠多个玻璃陶瓷层3而成的层叠体1，以及，具备使用层叠体1的层叠陶瓷基板和搭载于该层叠陶瓷基板(层叠体1)的芯片部件13、14的电子部件2均为本发明的电子部件。多个玻璃陶瓷层3的组成可以彼此相同，也可以彼此不同，优选为彼此相同。
层叠体1可以进一步具有导体层。导体层例如构成电容器、电感器等无源元件，或者构成承担元件间的电连接的连接配线。这样的导体层包含如图1所示的导体层9、10、11和导通孔导体层12。
导体层9、10、11和导通孔导体层12优选含有Ag或Cu作为主成分。通过使用这样的低电阻的金属来防止伴随着电信号的高频化而产生信号传播延迟。另外，由于使用本发明的玻璃陶瓷作为玻璃陶瓷层3的构成材料，因此可以与Ag和Cu共烧。
导体层9配置于层叠体1的内部。具体而言，导体层9配置于玻璃陶瓷层3彼此的界面。
导体层10配置于层叠体1的一个主面上。
导体层11配置于层叠体1的另一主面上。
导通孔导体层12以贯通玻璃陶瓷层3的方式进行配置，起到将各个层的导体层9彼此进行电连接、或者将导体层9、10进行电连接、或者将导体层9、11进行电连接的作用。
层叠体1例如可如下制造。
(A)玻璃的制备
以SiO2的含量为15重量％～65重量％、B2O3的含量为11重量％～30重量％、SiO2与B2O3的重量比(SiO2/B2O3)为1.21以上、Al2O3与ZnO的重量比(Al2O3/ZnO)为0.75～1.64的方式将SiO2、B2O3、Al2O3和ZnO以及根据需要添加的副成分(Li2O等)混合来制备玻璃。
(B)玻璃陶瓷的制备
通过将玻璃与作为骨料的SiO2、Al2O3和ZnO以及根据需要添加的其它骨料(CuO等)混合来制备本发明的玻璃陶瓷。
(C)生坯片的制作
将本发明的玻璃陶瓷与粘结剂、增塑剂等混合，制备陶瓷浆料。然后，将陶瓷浆料在基材膜(例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜)上成型后，进行干燥，由此制作生坯片。
(D)层叠生坯片的制作
通过层叠生坯片来制作层叠生坯片(未煅烧状态)。图2是示出图1中的层叠陶瓷电子部件的制造过程所制作的层叠生坯片(未煅烧状态)的截面示意图。如图2所示，层叠生坯片21是层叠多张生坯片22(图2中为5张)而成的。生坯片22在煅烧后成为玻璃陶瓷层3。层叠生坯片21中可以形成包含导体层9、10、11和导通孔导体层12的导体层。导体层可以使用含有Ag或Cu的导电性糊剂利用丝网印刷法、光刻法等而形成。
(E)层叠生坯片的煅烧
对层叠生坯片21进行煅烧。其结果，得到如图1所示的层叠体1。
层叠生坯片21的煅烧温度只要是构成生坯片22的本发明的玻璃陶瓷可以进行烧结的温度，就没有特别限定，例如，可以为1000℃以下。
层叠生坯片21的煅烧气氛没有特别限定，作为导体层9、10、11和导通孔导体层12，在使用Ag等不易氧化的材料的情况下，优选空气气氛，在使用Cu等容易氧化的材料的情况下优选氮气氛等低氧气氛。另外，层叠生坯片21的煅烧气氛也可以为还原气氛。
应予说明，层叠生坯片21可以以用约束用生坯片夹持的状态进行煅烧。约束用生坯片含有在构成生坯片22的本发明的玻璃陶瓷的烧结温度下实质上不烧结的无机材料(例如，Al2O3)作为主成分。因此，约束用生坯片以在层叠生坯片21的煅烧时不进行收缩而对层叠生坯片21抑制主面方向上的收缩的方式发挥作用。其结果，得到的层叠体1(特别是导体层9、10、11和导通孔导体层12)的尺寸精度提高。
层叠体1中可以以与导体层10进行电连接的状态搭载有芯片部件13、14。由此，构成具有层叠体1的电子部件2。
作为芯片部件13、14，例如，可举出LC滤波器、电容器、电感器等。
电子部件2可以以介由导体层11进行电连接的方式封装于封装基板(例如，主板)中。
实施例
以下，示出更具体示出本发明的玻璃陶瓷和层叠陶瓷电子部件的实施例。应予说明，本发明不仅限定于这些实施例。
(A)玻璃的制备
通过下述方法来制作如表1所示的组成的玻璃G1～G8(均为粉末状)。首先，将玻璃原料粉末混合后放入Pt－Rh制坩埚中，在空气气氛中，以1650℃熔融6小时以上。然后，使得到的熔融物快速冷却，由此制作碎玻璃。然后，对碎玻璃进行粗粉碎后，将有机溶剂和PSZ球(直径：5mm)一切放入容器中，用球磨机进行混合。用球磨机进行混合时，调节粉碎时间而得到中心粒径1.5μm的玻璃粉末。这里，“中心粒径”是指利用激光衍射·散射法进行测定的中心粒径D50。
[玻璃结晶温度的测定]
使用差示扫描量热计DSC3300SA(NETZSCH制)对各玻璃在室温～1000℃的温度范围进行测定，将发热峰的温度作为结晶温度。将结果示于表1。
[表1]
(B)生坯片的制作
接下来，以如表2所示的组成将玻璃和骨料放入乙醇中并用球磨机进行混合，进而将溶解于有机溶剂中的粘结剂溶液与增塑剂混合制成浆料。将浆料用刮刀在PET膜上成型，以40℃干燥而得到厚度25微米的生坯片。
应予说明，骨料中，SiO2为中心粒径1μm的石英，Al2O3为中心粒径0.5微米的粒子。
(C)评价用试样的制作和评价
(1)相对介电常数和Q值(介电损耗的倒数)
作为对玻璃陶瓷的相对介电常数和Q值(介电损耗的倒数)进行评价的试样，将生坯片切割成78mm×58mm并层叠30张，放入模具中，利用冲压机进行压接，切割成50mm×50mm后在还原气氛中以980℃煅烧60分钟。
将煅烧得到的层叠体在表2中示为陶瓷L1～L29。
在表2中标记*的陶瓷L6、L7、L12、L13、L21并非使用本发明的玻璃陶瓷的层叠体。
对于煅烧后的试样，测定厚度，利用扰动法来测定6GHz的相对介电常数和Q值(介电损耗的倒数)。相对介电常数和Q值的测定使用以下仪器。应予说明，将相对介电常数为5.0以下、Q值为500以上分别评价为良好。
[测定装置和测定条件]
网络分析仪：Keysight制 8757D
信号发生器：Keysight制 Synthesized Sweeper 83751
谐振器：自作夹具(谐振频率：6GHz)
应予说明，在测定之前，将网络分析仪与信号发生器连接来进行电缆损耗的测定。另外，谐振器使用标准基板(石英制，介电常数：3.73，Q值：4545＠6GHz，厚度：0.636mm)进行校正。
(2)热膨胀系数α
对陶瓷L1～L29分别使用Dilato meter TD5000SE(NETZSCH制)，在室温～600℃的温度范围求出热膨胀系数α。将热膨胀系数α为6.0ppm/K以上评价为良好。
(3)抗折强度
对陶瓷L1～L29分别使用岛津制作所制Autograph AGS－5kNX，进行依据JISR1601的3点弯曲试验。
(4)晶体相的测定
对陶瓷L1～L29分别将煅烧后的试样粉碎制成粉末，利用X射线衍射(XRD)进行测定。表2所示的XRD晶体相的符号如下：Q为SiO2(石英)，G为ZnAl2O4(锌尖晶石)，A为Al2O3，W为Zn2SiO4(硅锌矿)。
根据表2的结果，可知：作为具备本发明的玻璃陶瓷的烧结体的玻璃陶瓷层的层叠体的相对介电常数低、Q值高(介电损耗低)、热膨胀系数大。
L6的热膨胀系数α较低。认为这是由于骨料的SiO2小于20重量％。L7为烧结不足。认为原因在于玻璃的含量小于45重量％、骨料的SiO2超过50重量％。
L12也为烧结不足，认为原因在于玻璃的含量小于45重量％。
L13也为烧结不足，认为原因在于骨料的Al2O3超过20重量％。
L21的相对介电常数高且Q值低。认为原因在于骨料的ZnO超过10重量％。
含有Al2O3作为骨料，能够烧结的L3、L5、L6、L8－11、L14、L15、L17－29的抗折强度超过150MPa，较大。
(5)毫米波频段下的介电特性的测定
利用依据JIS R 1641的TE011模式谐振腔法对陶瓷L1、L3、L5、L14进行毫米波频段(30GHz)下的相对介电常数和Q值(介电损耗的倒数)的测定。将结果示于表3。
[表3]
根据表3所示的结果，各玻璃陶瓷即便在毫米波频段的频率(约30GHz)下相对介电常数也较小，得到了高Q值。为了作为毫米波频段用电子部件使用，更优选相对介电常数为4.5以下、Q值为800以上。这样本发明的玻璃陶瓷为适于毫米波频段用电子部件的材料。
应予说明，本发明的玻璃陶瓷的另一实施方式是在玻璃陶瓷的一个实施方式中不区分玻璃与骨料而规定了Si、B、Al和Zn的含量的玻璃陶瓷，上述实施例中的玻璃陶瓷中的各元素的比率可以根据表1中示出的玻璃组成和表2的玻璃陶瓷组成而算出。
各元素以氧化物的形式表示。例如，陶瓷L3包含：70.0重量％的玻璃G1和作为骨料的25.0重量％的SiO2、5.0重量％的Al2O3。陶瓷L3的SiO2量由于为玻璃G1中含有的量与骨料的量的合计量，因此为70.0×59.4/100+25.0＝66.58重量％。同样，B2O3为70.0×18.8/100＝13.16重量％，Al2O3为70.0×10.9/100+5.0＝12.63重量％，ZnO为70.0×10.9/100＝7.63重量％。将这样算出的一些玻璃陶瓷中的各元素的比率的例示于表4。
[表4
如表4所示，本发明的玻璃陶瓷的另一实施方式由于作为玻璃陶瓷的B2O3的含量较少，因此不易产生硼从煅烧后的玻璃陶瓷中的溶出，不易产生耐镀覆液性降低这样的问题。另外，玻璃陶瓷中的SiO2的含量较多，Al2O3和ZnO的含量较少，因此能够降低相对介电常数。
作为玻璃陶瓷，优选SiO2为60重量％以上、B2O3为15重量％以下、Al2O3为15重量％以下、ZnO为12重量％以下。由此能够使相对介电常数为5以下、进而为4.5以下。
符号说明
1层叠体
2电子部件
3玻璃陶瓷层
9、10、11导体层
12导通孔导体层
13，14芯片部件
21层叠生坯片
22生坯片
Claims (10)
1.一种玻璃陶瓷，包含含有Si、B，Al和Zn的玻璃以及骨料，
其中，含有所述玻璃45重量％～80重量％，
相对于所述玻璃陶瓷的重量，包含20重量％～50重量％的SiO2、20重量％以下的Al2O3和10重量％以下的ZnO作为所述骨料。
2.根据权利要求1所述的玻璃陶瓷，其中，含有SiO2、ZnAl2O4和Al2O3作为晶体相。
3.根据权利要求1或2所述的玻璃陶瓷，其中，所述玻璃的SiO2的含量为15重量％～65重量％，B2O3的含量为11重量％～30重量％，SiO2与B2O3的重量比即SiO2/B2O3为1.21以上，Al2O3与ZnO的重量比即Al2O3/ZnO为0.75～1.64。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的玻璃陶瓷，其中，所述玻璃为结晶玻璃，
并且，包含属于从玻璃析出的晶体相的ZnAl2O4。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的玻璃陶瓷，其中，所述玻璃含有Li2O作为副成分，
所述玻璃的Li2O的含量为1.0重量％以下。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的玻璃陶瓷，其中，所述玻璃的结晶温度为1000℃以下。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的玻璃陶瓷，其中，相对介电常数为5以下。
8.一种玻璃陶瓷，含有Si、B，Al和Zn，
其中，SiO2含量为52.00重量％～71.58重量％，B2O3含量为6.30重量％～21.00重量％，Al2O3含量为7.63重量％～22.00重量％，ZnO含量为5.04重量％～17.00重量％，Li2O含量为0.55重量％以下。
9.一种电子部件，具备玻璃陶瓷层，所述玻璃陶瓷层为权利要求1～8中任一项所述的玻璃陶瓷的烧结体。
10.根据权利要求9所述的电子部件，所述电子部件具备由含有Cu的金属构成的电极，
并且，所述玻璃陶瓷层中含有的Cu以CuO换算计为0.5重量％以下。
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