JP2001284818A

JP2001284818A - 回路基板およびその製法

Info

Publication number: JP2001284818A
Application number: JP2000092469A
Authority: JP
Inventors: Tatsuji Furuse; 辰治古瀬; Seiichiro Hirahara; 誠一郎平原; Hideji Nakazawa; 秀司中澤
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2000-03-29
Filing date: 2000-03-29
Publication date: 2001-10-12
Anticipated expiration: 2020-03-29
Also published as: JP3825225B2

Abstract

(57)【要約】【課題】焼成収縮挙動を高レベルで合致させることによ
り、クラックやデラミネーション、反りを抑制できると
ともに、従来では不可能であった層構成の自由度を飛躍
的に向上でき、さらに、材料のマイクロ波帯でのＱ値を
向上でき、内蔵された機能素子の性能を向上できる回路
基板を提供する。【解決手段】複数の絶縁層を積層してなる基体の内部お
よび／または表面に導体を有する回路基板であって、複
数の絶縁層が異なる材料からなる第１絶縁層１ａ、１ｇ
および第２絶縁層１ｂ〜１ｆを有し、第１絶縁層１ａ、
１ｇおよび第２絶縁層１ｂ〜１ｆに共通する共通結晶相
が存在し、第１絶縁層１ａ、１ｇおよび第２絶縁層１ｂ
〜１ｆに共通する共通結晶相が存在するとともに、該共
通結晶相が（Ｍｇ，Ｔｉ）₂（ＢＯ₃）Ｏであることを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は回路基板に関し、例
えば、マイクロ波帯での比誘電率が高く、かつ高Ｑ値を
有する絶縁層と、比誘電率が低い絶縁層とを同時焼成一
体化してなり、共振器、コンデンサ、インダクタ等の機
能素子を内蔵する回路基板に関するものである。

【０００２】

【従来技術】従来、強度の弱い絶縁層を強度の強い絶縁
層で補強するためや、回路基板中に容量値の高いキャパ
シタを内蔵するために、絶縁層と、この絶縁層とは異な
る材料からなる異種材料絶縁層を積層した回路基板が知
られている（例えば、特開昭５９−１９４４９３号公報
参照）。

【０００３】このような回路基板は、絶縁層と異種材料
絶縁層が、セラミックフィラーとガラスからなるガラス
セラミックで形成されており、セラミックフィラーやガ
ラス材料を制御することにより、焼成収縮率および熱膨
張係数を近づけ、クラックやデラミネーション、及び反
りを抑制していた。

【０００４】そして、このような回路基板では、電極と
してＡｇまたはＣｕを用いることができるように低温焼
成化するため、絶縁層および異種材料絶縁層がガラス主
成分であり、ガラスとフィラー成分がほとんど反応する
ことがなく、焼成収縮挙動は、主にガラス成分の高温粘
度変化による流動と、フィラーとの濡れ性によって支配
されていた。

【０００５】また、近年では、共振器、コンデンサ、イ
ンダクタ等の機能素子を内蔵した回路基板が、携帯電話
をはじめとする各種電子機器に組み込まれている。回路
基板は主にマイクロ波帯で用いられ、近年の携帯電話を
はじめ電子機器からは小型化、高性能化の要求が高い。
例えば共振器の小型化には絶縁層の比誘電率が高いこと
が望まれ、低損失化には高い材料Ｑ値が望まれる。ま
た、インピーダンスマッチングや回路間の不要な干渉の
抑制には絶縁層の比誘電率が低いことが望まれる。従っ
て回路基板はこのような要求を満足する２種類以上の絶
縁層で形成することにより、回路設計上の制約を無くす
ことができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな回路基板では、絶縁層および異種材料絶縁層がガラ
ス主成分であったため、マイクロ波帯でのＱ値が低く、
内蔵された機能素子の性能が低いという問題があった。

【０００７】また、従来の方法では異種材料間の焼成収
縮挙動を、完全には一致させることが不可能であったた
め、クラックやデラミネーションは抑制できたとして
も、基板の反りを無くすためには、反りを相殺するよう
な異種材料の絶縁層の組み合わせ、例えば、基板の厚み
方向の中央部を中心に、絶縁層および異種材料絶縁層を
対称にして積層する等、の対策を必要とし、異種材料の
絶縁層を積層する場合の積層の順番（層構成）に多くの
制約が生じていた。

【０００８】従って、回路設計においても、限定された
層構成の中で行うことを余儀無くされ、小型薄型化、多
機能化においての異種材料を使用することのメリットが
最大限に生かされてはいないのが現状であった。

【０００９】本発明は、異種材料の同時焼成に際して、
焼成収縮挙動を高レベルで合致させることにより、クラ
ックやデラミネーション、反りを抑制できるとともに、
従来では不可能であった層構成の自由度を飛躍的に向上
させることができ、さらに、材料のマイクロ波帯でのＱ
値を向上でき、内蔵された機能素子の性能を向上できる
回路基板を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の回路基板は、複
数の絶縁層を積層してなる基体の内部および／または表
面に導体を有する回路基板であって、前記複数の絶縁層
が異なる材料からなる第１絶縁層および第２絶縁層を有
し、前記第１絶縁層および前記第２絶縁層に共通する共
通結晶相が存在するとともに、該共通結晶相が（Ｍｇ，
Ｔｉ）₂（ＢＯ₃）Ｏであることを特徴とする。

【００１１】このように、第１絶縁層および第２絶縁層
中に、（Ｍｇ，Ｔｉ）₂（ＢＯ₃）Ｏからなる共通結晶相
が存在するため、第１絶縁層と第２絶縁層の熱膨張係数
が近づくとともに、焼成収縮開始温度、収縮終了温度を
含む収縮挙動が異種材料間で近づき、結果的に第１絶縁
層および第２絶縁層を同時焼成一体化しても、反りやデ
ラミネーションを低減できるとともに、このような構成
を採用することにより、例えば、基板の厚み方向の中央
部を中心に絶縁層および異種材料絶縁層を積層する等を
考慮する必要がなく、反りやデラミネーションを低減で
きるため、高い自由度の層構成を実現できる。

【００１２】また、共通結晶相である（Ｍｇ，Ｔｉ）₂
（ＢＯ₃）Ｏは低温焼成可能であり、また、高いＱ値を
有するため、ＡｇやＡｇ合金、Ｃｕを主成分とする導体
と同時焼成できるとともに、第１絶縁層および第２絶縁
層の高Ｑ値化を図ることができる。

【００１３】本発明の回路基板では、例えば、複数の第
２絶縁層からなる積層体の上下面に、第２絶縁層よりも
比誘電率が低い材料から構成される第１絶縁層を形成す
ることにより、第１絶縁層を挟む電極間に形成される
容量が、第２絶縁層を挟む電極間に形成される容量より
も小さいため、第１絶縁層のビアホール導体または配線
導体と、接地導体の間における浮遊容量を抑制できる。

【００１４】さらに、本発明の回路基板の製法は、異な
る材料からなる第１絶縁層成形体および第２絶縁層成形
体が積層された積層成形体を作製し、該積層成形体を焼
成し、第１絶縁層および第２絶縁層が積層された回路基
板の製法において、焼成することにより、前記第１絶縁
層および第２絶縁層に、少なくとも１種以上の共通する
結晶相を生成せしめる製法である。

【００１５】このような製法を採用することにより、第
１絶縁層成形体および第２絶縁層成形体の同時焼成時に
共通する共通結晶相が生成するため、第１絶縁層成形体
および第２絶縁層成形体が強固に接合されるとともに、
同一の共通結晶相を含有するため、第１絶縁層と第２絶
縁層の熱膨張係数が近づくとともに、焼成収縮開始温
度、収縮終了温度を含む収縮挙動が近づき、結果的に第
１絶縁層および第２絶縁層を同時焼成一体化しても、反
りやデラミネーションを低減できる。

【００１６】このような製法において、第１絶縁層中に
第１絶縁層成形体の主結晶相と同一の成形体結晶相が存
在するとともに、第１絶縁層中の共通結晶相のＸ線回折
測定におけるメインピーク強度Ｉ₁と、前記第１絶縁層
中の成形体結晶相のＸ線回折測定におけるメインピーク
強度Ｉ₂との強度比（Ｉ₁／Ｉ₂）が０．５以上であり、
かつ、第２絶縁層中に第２絶縁層成形体の主結晶相と同
一の成形体結晶相が存在するとともに、第２絶縁層中の
共通結晶相のＸ線回折測定におけるメインピーク強度Ｉ
₃と、前記第２絶縁層中の成形体結晶相のＸ線回折測定
におけるメインピーク強度Ｉ₄との強度比（Ｉ₃／Ｉ₄）
が０．５以上であることが望ましい。

【００１７】即ち、第１絶縁層および第２絶縁層中に、
第１絶縁層成形体および第２絶縁層成形体中のそれぞれ
の主結晶相と同一の成形体結晶相が存在するとともに、
第１絶縁層および第２絶縁層中のそれぞれの共通結晶相
のＸ線回折測定におけるメインピーク強度Ｉ₁、Ｉ₃と、
前記第１絶縁層および第２絶縁層中のそれぞれの成形体
結晶相のＸ線回折測定におけるメインピーク強度Ｉ₂、
Ｉ₄との強度比（Ｉ₁／Ｉ₂ 、Ｉ₃／Ｉ₄）が０．５以上
であることが望ましい。

【００１８】このような構成を採用することにより、第
１絶縁層および第２絶縁層中の共通結晶相の量が増加す
ることになり、第１絶縁層と第２絶縁層の熱膨張係数が
さらに近づくとともに、焼成収縮開始温度、収縮終了温
度を含む収縮挙動がさらに近づき、結果的に第１絶縁層
および第２絶縁層を同時焼成一体化しても、反りやデラ
ミネーションをさらに低減できる。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１は本発明の回路基板の一例を
示すもので、図１において、回路基板は、基板１と、こ
の基板１の表面に形成された表面導体２、基板１の内部
に形成された内層導体３、ビアホール導体４、及び表面
導体２の一部を被覆する絶縁膜５から成されている。

【００２０】基板１は、７層の絶縁体層１ａ〜１ｇから
なり、その絶縁層１ａ〜１ｇ間には内層導体３が形成さ
れている。また絶縁体層１ａ〜１ｇにはその厚み方向に
内層導体３間を接続するため、また内層導体３と表面導
体２とを接続するためのビアホール導体４が形成されて
いる。

【００２１】基板１は、７層の絶縁層１ａ〜１ｇからな
り、第２絶縁層１ｂ〜１ｆからなる積層体の上下面に、
接地導体６を挟むようにして、第２絶縁層１ｂ〜１ｆと
は異種の材料からなる第１絶縁層１ａ、１ｇが積層され
ている。尚、第２絶縁層１ｂ〜１ｆと、第１絶縁層１
ａ、１ｇの間に接地導体６を形成しなくても良い。ま
た、基板１の第２絶縁層１ｆには、内層導体３とビアホ
ール導体４からなるλ／４ストリップライン共振器７が
形成されている。ここで、異種材料とは、成分、組成が
異なる材料からなるものをいう。

【００２２】また、基板１は、低誘電率の第１絶縁層１
ａ、１ｇと、高誘電率で高Ｑ値の第２絶縁層１ｂ〜１ｆ
とから構成されており、これらの第１絶縁層１ａ、１ｇ
および第２絶縁層１ｂ〜１ｆには、共通する共通結晶相
が存在しており、第１絶縁層１ａ、１ｇおよび第２絶縁
層１ｂ〜１ｆ中のガラス量がそれぞれ２０重量％以下と
されている。ガラス量は、特に、Ｑ値の向上と焼結性と
いう理由から、３〜１２重量％が望ましい。ここで、ガ
ラスは、焼結助剤（Ｂ₂Ｏ₃、Ｌｉ₂Ｏ）を含むホウケイ
酸アルカリ土類系ガラスが望ましい。

【００２３】第１絶縁層１ａ、１ｇおよび第２絶縁層１
ｂ〜１ｆには、（Ｍｇ，Ｔｉ）₂（ＢＯ₃）Ｏが共通する
共通結晶相として存在している。この（Ｍｇ，Ｔｉ）₂
（ＢＯ₃）ＯはＣｕのＫα線を用いたＸ線回折測定にお
いて２θ＝３５度近辺に存在する。

【００２４】第１絶縁層１ａ、１ｇおよび第２絶縁層１
ｂ〜１ｆは、ＲＴｉＯ₃、ＢａＴｉ₄Ｏ₉、Ｍｇ₂Ｓｉ
Ｏ₄、ＲＺｒＯ₃、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｎＴｉＯ₄およびＺｒＴ
ｉＯ₄のうち少なくとも一種（但し、Ｒはアルカリ土類
金属元素）を主成分とし、第２成分として、Ｂ₂Ｏ₃、Ｌ
ｉ₂Ｏ、ＲＯのうち少なくとも一種（但し、Ｒはアルカ
リ土類元素）を含有して構成されており、第１絶縁層１
ａ、１ｇは誘電率１０以下とされ、第２絶縁層１ｂ〜１
ｆは誘電率１５以上とされている。

【００２５】第１絶縁層１ａ、１ｇとしては、Ｍｇ₂Ｓ
ｉＯ₄−ＭｇＴｉＯ₃主成分とし、第２成分として、Ｂ₂
Ｏ₃、Ｌｉ₂Ｏ、ＳｉＯ₂、ＣａＯ、ＢａＯを含有させた
ものが望ましい。このような組成では第１絶縁層１ａ、
１ｇは誘電率１０以下とできる。

【００２６】特に、第１絶縁層１ａ、１ｇとしては、
（１−ｘ）Ｍｇ₂ＳｉＯ₄・ｘＭｇＴｉＯ₃と表した時、
ｘが、０≦ｘ≦０．８を満足する主成分と、該主成分１
００重量部に対して、ＢをＢ₂Ｏ₃換算で３〜２０重量
部、ＬｉをＬｉ₂ＣＯ₃換算で１〜１０重量部、ＳｉをＳ
ｉＯ₂換算で０〜３０重量部、アルカリ土類金属を酸化
物換算で１〜５重量部含有するものが望ましい。この場
合には、主結晶相としてＭｇ₂ＳｉＯ₄が生成するととも
に、Ｌｉ₂ＴｉＳｉＯ₅、（Ｍｇ，Ｔｉ）₂（ＢＯ₃）Ｏが
生成し、その他に、ＭｇＴｉＯ₃、ＴｉＯ₂、ＳｉＯ₂等
が生成する場合もある。

【００２７】ここで、Ｍｇ₂ＳｉＯ₄とＭｇＴｉＯ₃のモ
ル比ｘを、０≦ｘ≦０．８としたのは、ｘが０．８を越
える場合には、高誘電率のＭｇＴｉＯ₃の割合が増加す
るため、比誘電率が大きくなるからである。とりわけ誘
電体磁器の比誘電率を小さくするという点からｘは０≦
ｘ≦０．５が好ましい。さらに、例えば、本発明の第１
絶縁体層とＭｇＴｉＯ₃−ＣａＴｉＯ₃系の第２絶縁体層
との積層体を作製する場合には、焼成収縮挙動を近くす
るという点からｘは０＜ｘ≦０．５が望ましい。

【００２８】また、主成分１００重量部に対してＢをＢ
₂Ｏ₃換算で３〜２０重量部含有したのは、Ｂ₂Ｏ₃換算量
が３重量部未満の場合には低温焼成が困難となってＡｇ
またはＣｕを主成分とする導体と同時焼成が困難とな
り、逆に２０重量部を越える場合には、焼結体中のガラ
ス相の割合が増加して、Ｑ値が低下するからである。よ
って、焼結性を維持し、高いＱ値を得るという観点から
ＢはＢ₂Ｏ₃換算で５〜１５重量部含有することが望まし
い。硼素含有化合物としては、金属硼素、Ｂ₂Ｏ₃、コレ
マイト、ＣａＢ₂Ｏ₄、ホウケイ酸ガラス、ホウケイ酸ア
ルカリガラス、ホウケイ酸アルカリ土類ガラス等があ
る。

【００２９】またＬｉをＬｉ₂ＣＯ₃換算で１〜１０重量
部含有したのは、Ｌｉ₂ＣＯ₃換算量が１重量部未満の場
合には低温焼成が困難となってＡｇまたはＣｕを主成分
とする導体と同時焼成が困難となり、逆に１０重量部を
越える場合には、Ｑ値が低下するからである。焼結性と
Ｑ値の観点からＬｉのＬｉ₂ＣＯ₃換算量は４〜９重量部
が望ましい。

【００３０】さらにＳｉをＳｉＯ₂換算で０〜３０重量
部添加したのは、ＳｉＯ₂換算量が３０重量部を越える
と、ガラス相の割合が減少してＱ値が低下するからであ
る。Ｑ値の観点からは、ＳｉのＳｉＯ₂換算量は１０重
量部以下含有することが望ましい。

【００３１】また、主成分１００重量部に対して、アル
カリ土類金属（Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ）の少なくとも
一種を酸化物換算で１〜５重量部含有したのは、これら
が酸化物換算で１重量部未満の場合には、焼結過程にお
ける収縮開始温度が約８７０℃と高く、添加効果が得ら
れない。一方、５重量部を越えると、Ｑ値が低下する。
とりわけ焼結性とＱ値の観点からはアルカリ土類金属は
酸化物（ＭｇＯ，ＣａＯ，ＳｒＯ，ＢａＯ）換算で合計
１．５〜３．５重量部含有することが好ましい。アルカ
リ土類金属はＢａ、Ｃａが高Ｑ値となるという点から望
ましい。

【００３２】さらに、本発明では、焼結性を改善する点
から、主成分１００重量部に対して、さらにＭｎをＭｎ
Ｏ₂換算で０．１〜１５重量部含有することが望まし
い。ＭｎをＭｎＯ₂換算で０．１〜１５重量部含有せし
めたのは、０．１重量部よりも少ない場合にはその添加
効果が小さく、さらに１５重量部よりも多い場合には誘
電特性が悪化するからである。ＭｎはＭｎＯ₂換算で
１．２〜７重量部含有することが望ましい。

【００３３】このような第１絶縁層では、焼成温度が９
２０℃以下、比誘電率が９．１以下、Ｑｆ値が５０００
以上とできる。

【００３４】第２絶縁層１ｂ〜１ｆは、ＭｇＴｉＯ₃−
ＣａＴｉＯ₃を主成分とし、第２成分として、Ｂ₂Ｏ₃、
Ｌｉ₂Ｏ、ＳｉＯ₂、ＣａＯ、ＢａＯを含有させたものが
望ましい。

【００３５】特に、第２絶縁層１ｂ〜１ｆとしては、金
属元素として少なくともＭｇおよびＴｉを含有し、これ
らのモル比による組成式を、（１−ｘ）ＭｇＴｉＯ₃・
ｘＣａＴｉＯ₃と表した時、前記ｘが０≦ｘ≦０．２を
満足する主成分と、該主成分１００重量部に対して、Ｂ
をＢ₂Ｏ₃換算で３〜２０重量部、アルカリ金属をアルカ
リ金属炭酸塩換算で１〜１０重量部、ＳｉをＳｉＯ₂換
算で０．０１〜５重量部、アルカリ土類金属をアルカリ
土類金属酸化物換算で０．１〜５重量部含有するものが
望ましい。この場合には、第２絶縁層１ｂ〜１ｆ中に、
主結晶相として、ＭｇＴｉＯ₃が生成するとともに、
（Ｍｇ，Ｔｉ）₂（ＢＯ₃）Ｏが生成する。第１絶縁層１
ａ、１ｇと共通する共通結晶相は（Ｍｇ，Ｔｉ）₂（Ｂ
Ｏ₃）Ｏとなる。

【００３６】ここで、ｘを０≦ｘ≦０．２としたのは、
ｘが０．２モルを越える場合には共振周波数の温度係数
τｆがプラス側に大きくなりすぎてしまうからである。
とりわけ誘電体磁器の共振周波数の温度係数τｆの観点
からはｘは０．０３≦ｘ≦０．１３が好ましい。

【００３７】また、主成分１００重量部に対して、Ｂを
Ｂ₂Ｏ₃換算で３〜２０重量部含有したのは、ＢがＢ₂Ｏ₃
換算で３重量部未満の場合には低温焼成が困難となって
ＡｇまたはＣｕを主成分とする導体と同時焼成が困難と
なり、逆に２０重量部を越える場合には焼結体中のガラ
ス相の割合が増加してＱ値が低下するからである。よっ
て、焼結性を維持し、高いＱ値を得るという観点からＢ
がＢ₂Ｏ₃換算で５〜１５重量部含有することが望まし
い。Ｂ含有化合物としては、金属硼素、Ｂ₂Ｏ₃、コレマ
イト、ＣａＢ₂Ｏ₄、ホウケイ酸ガラス、ホウケイ酸アル
カリガラス、ホウケイ酸アルカリ土類ガラス等がある。

【００３８】また、アルカリ金属をアルカリ金属炭酸塩
換算で１〜１０重量部含有したのは、１重量部未満の場
合には低温焼成が困難となってＡｇまたはＣｕを主成分
とする導体と同時焼成が困難となり、逆に１０重量部を
越える場合には結晶相が変化してＱ値が低下するからで
ある。Ｑ値向上の観点から４〜９重量部が望ましい。ア
ルカリ金属としてはＬｉ、Ｎａ、Ｋを例示することがで
き、この中でもＬｉが特に望ましい。アルカリ金属含有
化合物としては、上記アルカリ金属の炭酸塩、酸化物等
を例示することができる。

【００３９】さらに、ＳｉをＳｉＯ₂換算で０．０１〜
５重量部含有したのは、含有量が０．０１重量部未満の
場合には、焼結過程における収縮開始温度が約８４０℃
と高く、添加効果が得られないからである。一方、５重
量部を越えると比誘電率εｒあるいはＱ値が低下するか
らである。誘電体磁器の比誘電率εｒあるいはＱ値の観
点から０．５〜３重量部が望ましい。Ｓｉ含有化合物と
してはＳｉＯ₂、ＭｇＳｉＯ₃等がある。

【００４０】また、アルカリ土類金属をアルカリ土類金
属酸化物換算で０．１〜５重量部含有するものである。
これらが０．１重量部未満の場合には焼結過程における
収縮開始温度が８３０℃よりも高く、添加効果が得られ
ない。一方、５重量部を越えると共振周波数の温度係数
τｆがプラス側に大きくなりすぎてしまう。とりわけ焼
結性と共振周波数の温度係数τｆの観点からは合計０．
５〜３．５重量部が好ましい。アルカリ土類金属として
は、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａがあり、このなかでもＢａ
が望ましい。アルカリ土類金属含有化合物としては、上
記アルカリ金属の炭酸塩、酸化物等を例示することがで
きる。

【００４１】さらに、焼結性を改善する点から、主成分
１００重量部に対して、ＭｎをＭｎＯ２換算で０．１
〜３重量部含有することが望ましい。ＭｎをＭｎＯ₂換
算で０．１〜３重量部含有せしめたのは、０．１重量部
よりも少ない場合にはその添加効果がなく、さらに３重
量部よりも多い場合には誘電特性が悪化するからであ
る。ＭｎはＭｎＯ₂換算で１．２〜１．８重量部含有す
ることが望ましい。

【００４２】このような第２絶縁体層は、焼成温度９２
０℃以下、比誘電率が１８以上、Ｑｆ値が２００００以
上とできる。

【００４３】以上のように構成された回路基板は、異な
る材料からなる第１絶縁層成形体および第２絶縁層成形
体が積層された積層成形体を作製し、該積層成形体を焼
成し、第１絶縁層および第２絶縁層が積層された回路基
板の製法において、焼成することにより、第１絶縁層お
よび第２絶縁層に、少なくとも１種以上の共通する共通
結晶相を生成せしめることにより得られる。特に、共通
結晶相が（Ｍｇ，Ｔｉ）₂（ＢＯ₃）Ｏからなる共通結晶
相を生成することが望ましい。

【００４４】本発明の第１絶縁層および第２絶縁層は、
結晶粒子同士の固相焼結、ガラスによる液相焼結、さら
には、共通結晶相の析出による反応焼結により焼結し、
第１絶縁体層と第２絶縁体層は、共通結晶相による拡散
接合により接合することになる。

【００４５】積層成形体は、ドクターブレード法等によ
り作製されたグリーンシートを積層することにより作製
したり、また、セラミックペーストを順次塗布すること
により作製したり、さらに、セラミックペーストを塗
布、光硬化、現像等を繰り返すいわゆるフォトリソグラ
フィー技術を用いて作製したりすることができる。

【００４６】具体的には、例えば、第１絶縁層成形体と
第２絶縁層成形体となるグリーンシートを作製する。グ
リーンシートは、所定のセラミック粉末と有機バインダ
ーと有機溶剤及び必要に応じて可塑剤とを混合し、スラ
リー化する。このスラリーを用いてドクターブレード法
などによりテープ成形を行い、所定寸法に切断しグリー
ンシートを作製する。

【００４７】次に、内部導体間を接続するビアホール導
体となる貫通孔をグリーンシートの所定の位置にパンチ
ング等により作製する。導電性ペーストをグリーンシー
トの貫通孔に充填するとともに、そのグリーンシート上
に所定形状の内部導体となる導体膜を印刷形成する。

【００４８】次に導電性ペーストを用いて、表層の第１
絶縁層成形体となるグリーンシート上に所定形状の表面
導体となる導体膜を印刷形成する。

【００４９】このようにして得られたグリーンシートを
積層順序に応じて積層し、積層成形体を形成して、一体
的に焼成する。以上の製造工程によって回路基板は製造
される。

【００５０】そして、第１絶縁層および第２絶縁層中
に、第１絶縁層成形体および第２絶縁層成形体中のそれ
ぞれの主結晶相と同一の成形体結晶相が存在するととも
に、第１絶縁層および第２絶縁層中のそれぞれの共通結
晶相のＸ線回折測定におけるメインピーク強度Ｉ₁、Ｉ₃
と、第１絶縁層および第２絶縁層中のそれぞれの成形体
結晶相のＸ線回折測定におけるメインピーク強度Ｉ₂、
Ｉ₄との強度比（Ｉ₁／Ｉ₂、Ｉ₃／Ｉ₄）が０．５以上で
あることが望ましい。

【００５１】即ち、第１絶縁層１ａ、１ｇ中の共通結晶
相のＸ線回折測定におけるメインピーク強度Ｉ₁と、第
１絶縁層中の成形体結晶相のメインピーク強度Ｉ₂の強
度比（Ｉ₁／Ｉ₂）が０．５以上であり、しかも、第２絶
縁層１ｂ〜１ｆ中の共通結晶相のＸ線回折測定における
メインピーク強度Ｉ₃と、第２絶縁層中の成形体結晶相
のメインピーク強度Ｉ₄の強度比（Ｉ₃／Ｉ₄）が０．５
以上とされている。

【００５２】これは、強度比（Ｉ₁／Ｉ₂、Ｉ₃／Ｉ₄）を
０．５以上とすることにより、クラックやデラミネーシ
ョンをさらに抑制できるからである。

【００５３】一方、強度比（Ｉ₁／Ｉ₂、Ｉ₃／Ｉ₄）が
０．５未満になると同時焼成後の異種材料間の境界面に
中間層が形成され易く、異種材料間の焼成収縮挙動にミ
スマッチが生じやすくなるためである。とりわけ、中間
層を形成させず異種材料間の焼成収縮挙動を厳密に合わ
せるためには高誘電率の第２絶縁体層の強度比（Ｉ₃／
Ｉ₄）は０．７以上、低誘電率の第１絶縁層の強度比
（Ｉ₁／Ｉ₂）は１．５以上であることが望ましい。

【００５４】例えば、上記したように、第１絶縁層１
ａ、１ｇとして、Ｍｇ₂ＳｉＯ₄−ＭｇＴｉＯ₃主成分と
し、第２成分として、Ｂ₂Ｏ₃、Ｌｉ₂Ｏ、ＳｉＯ₂、Ｃａ
Ｏ、ＢａＯを含有させたものを用い、第２絶縁体層１ｂ
〜１ｆとして、ＭｇＴｉＯ₃−ＣａＴｉＯ₃を主成分と
し、第２成分として、Ｂ₂Ｏ₃、Ｌｉ₂Ｏ、ＳｉＯ₂、Ｃａ
Ｏ、ＢａＯを含有させたものを用いた場合には、第１絶
縁層成形体の主結晶相はＭｇ₂ＳｉＯ₄であるため、成形
体結晶相はＭｇ₂ＳｉＯ₄であり、第２絶縁層成形体の主
結晶相はＭｇＴｉＯ₃であるため、成形体結晶相はＭｇ
ＴｉＯ₃となり、第１絶縁層１ａ、１ｇと第２絶縁層１
ｂ〜１ｆ中の共通結晶相としては、上記したように（Ｍ
ｇ，Ｔｉ）₂（ＢＯ₃）Ｏとなる。

【００５５】以上のように構成された回路基板では、互
いに共通する共通結晶相を形成する第２絶縁層１ｂ〜１
ｆと第１絶縁層１ａ、１ｇを同時焼成するため、焼成収
縮挙動、熱膨張係数を近づけることができ、自由度の高
い層構成を採用することができ、反り、クラック、デラ
ミネーションを抑制できる。

【００５６】さらに、図１の回路基板では、第２絶縁層
１ｂ〜１ｆの比誘電率を、上下の第１絶縁層１ａ、１ｇ
の比誘電率よりも高くできるため、高誘電率の第２絶縁
層１ｂ〜１ｆにλ／４ストリップライン共振器７を形成
することにより、該共振器７の構成部分であるラインを
短縮して共振器を小型化できるとともに、接地導体６と
表面導体２の間に低誘電率の第１絶縁層１ａ、１ｇを配
置することにより、接地導体６と表面導体２の間に生じ
る浮遊容量を軽減することができる。

【００５７】尚、図２は本発明の回路基板の層構成の例
を示すもので、（ａ）は、５層の第２絶縁層が積層され
たものの上下に１層ずつ第１絶縁層を形成した状態、
（ｂ）は、１層の第２絶縁層の上下に第１絶縁層を２層
ずつ積層した状態、（ｃ）は、２層の第２絶縁層が積層
されたものの上面に２層の第１絶縁層を、下面に１層の
第１絶縁層を形成した状態、（ｄ）は、２層の第２絶縁
層の間に第１絶縁層が形成されたものの上下に第１絶縁
層を１層ずつ積層した状態、（ｅ）は、２層の第２絶縁
層が積層されたものの上面に２層の第１絶縁層を積層し
た状態、（ｆ）は、３層の第２絶縁層が積層されたもの
の上下に第１絶縁層を１層ずつ積層した状態、（ｇ）
は、５層の第１絶縁層が積層されたものの上下に１層ず
つ第２絶縁層を形成した状態、（ｈ）は、１層の第１絶
縁層の上下に、第２絶縁層を２層ずつ積層した状態、
（ｉ）は、２層の第１絶縁層が積層されたものの上面に
２層の第２絶縁層を積層し、下面に１層の第２絶縁層を
積層した状態、（ｊ）は、第１絶縁層と第２絶縁層を交
互に積層した状態、（ｋ）は、３層の第１絶縁層の上下
に、第２絶縁層を１層ずつ積層した状態を示す。

【００５８】

【実施例】実施例１Ｂ₂Ｏ₃粉末、Ｌｉ₂ＣＯ₃粉末、Ｓｉ
Ｏ₂粉末、アルカリ土類酸化物（ＭｇＯ，ＣａＯ，Ｓｒ
Ｏ，ＢａＯ）粉末を表１に示すような組成で添加し、こ
れを用いて作製されたガラスフリットと、原料として純
度９９％以上のＭｇ₂ＳｉＯ₄、ＭｇＴｉＯ₃粉末を、
（１−ｘ）Ｍｇ₂ＳｉＯ₄・ｘＭｇＴｉＯ₃においてｘが
表１の値を満足するように秤量し、有機バインダー、有
機溶剤を添加したスラリーをドクターブレード法により
薄層化し、グリーンシートを作製し、第１絶縁層成形体
を作製した。一方、表１の組成物を所定形状に成形し、
表１に示す温度で焼成し、比誘電率およびＱｆ値を測定
した。

【００５９】また、純度９９％以上のＭｇＴｉＯ₃粉末
と、ＣａＴｉＯ₃粉末とを、モル比による（１−ｘ）Ｍ
ｇＴｉＯ₃・ｘＣａＴｉＯ₃においてｘが表２の値を満足
するように秤量し、Ｂ₂Ｏ₃粉末、アルカリ金属炭酸塩粉
末（Ｌｉ₂ＣＯ₃、Ｎａ₂ＣＯ₃、Ｋ₂ＣＯ₃）、ＳｉＯ₂粉
末、ＭｎＯ₂粉末、さらにアルカリ土類酸化物粉末（Ｍ
ｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ）を、表２に示す割合と
なるように秤量し、純水を媒体とし、ＺｒＯ₂ボールを
用いたボールミルにて２０時間湿式混合した。

【００６０】次にこの混合物を乾燥し、８００℃で１時
間仮焼し、この仮焼物を、粉砕粒径が１μｍ以下になる
ように粉砕した。この粉末とバインダー等を混練したス
ラリーをドクターブレード法にてグリーンシートを作製
し、第２絶縁層成形体を作製した。一方、表２の組成物
を所定形状に成形し、表２に示す温度で焼成し、比誘電
率およびＱｆ値を測定した。

【００６１】この後、上記グリーンシートにビアホール
導体を作製するための貫通孔を、上記第１、第２絶縁層
成形体の所定の位置にパンチング等により作製し、Ａｇ
を主成分とする導電性ペーストを貫通孔に充填し、所定
形状の内部導体となる導体膜を印刷形成した。一方、最
上層、最下層となる第１絶縁層成形体に、Ａｇを主成分
とする導電性ペーストを用いて、表面導体となる所定形
状の導体膜を印刷形成し、乾燥させた。

【００６２】最下層の第１絶縁層成形体の上面に、導電
性ペーストが充填され、所定形状の導体膜が形成された
第２絶縁層成形体を複数積層し、この後、最上層の第１
絶縁層成形体を積層し、積層成形体を作製した。

【００６３】この後、大気中４００℃で脱バインダー処
理し、さらに９１０℃で焼成し、図１に示すような回路
基板を作製した。尚、絶縁層１ａ〜１ｇの厚みは０．１
５ｍｍであり、回路基板の大きさは、縦１０ｍｍ、横１
０ｍｍ、厚み１．２ｍｍであった。

【００６４】第１絶縁層、第２絶縁層に形成される共通
結晶相（Ｍｇ，Ｔｉ）₂（ＢＯ₃）Ｏ（ＸＲＤパターンの
主ピークは（２０１））と、それぞれの第１絶縁層、第
２絶縁層に調合時から焼結後においても存在している成
形体結晶相とのＣｕのＫα線を用いたＸ線回折測定（Ｘ
ＲＤ）による主ピーク強度比を測定した。尚、第１絶縁
層中の結晶相は、主に、Ｍｇ₂ＳｉＯ₄、（Ｍｇ，Ｔｉ）
₂（ＢＯ₃）Ｏ、ＭｇＴｉＯ₃であり、第２絶縁層中の結
晶相は、主に、ＭｇＴｉＯ₃、（Ｍｇ，Ｔｉ）₂（Ｂ
Ｏ₃）Ｏであった。

【００６５】ここで、第２絶縁層の成形体結晶相はＭｇ
ＴｉＯ₃（ＸＲＤパターンの主ピークは（１０４））、
第１絶縁層の成形体結晶相はＭｇ₂ＳｉＯ₄（ＸＲＤパタ
ーンの主ピークは（２１１））である。

【００６６】そして、第１絶縁層、第２絶縁層に形成さ
れる共通結晶相（Ｍｇ，Ｔｉ）₂（ＢＯ₃）Ｏの主ピーク
強度Ｉ₁、Ｉ₃と、第１絶縁層の成形体結晶相の主ピーク
強度Ｉ₃、第２絶縁層の成形体結晶相の主ピーク強度Ｉ₄
との強度比（Ｉ₁／Ｉ₂）、（Ｉ₃／Ｉ₄）を求め、表３に
記載した。

【００６７】また、作製された基板における反り、クラ
ック、デラミネーション及び境界面での中間層の有無
を、基板を研磨して金属顕微鏡及び走査型電子顕微鏡
（ＳＥＭ）で観察することにより評価した。

【００６８】尚、試料Ｎｏ．８では、第１絶縁層とし
て、ＳｉＯ₂７０重量％とＭｇＴｉＯ₃３０重量％からな
るセラミックフィラーと、該セラミックフィラー１００
重量部に対して、Ｂ₂Ｏ₃を１２重量部、Ｌｉ₂ＣＯ₃を６
重量部含有するガラス成分を添加して構成した。

【００６９】

【表１】

【００７０】

【表２】

【００７１】

【表３】

【００７２】これらの表１〜３から、本発明の回路基板
では、第１絶縁層では比誘電率が１４以下で、１０以下
の試料（Ｎｏ．２、４〜７）もあり、しかもＱｆ値が１
００００以上であり、第２絶縁層では比誘電率が１９以
上で、Ｑｆ値が２２０００以上であり、このような第１
絶縁層と第２絶縁層とを同時焼成しても、反り、クラッ
ク、デラミネーションが発生していないことが判る。

【００７３】これに対して、試料Ｎｏ．８では、第１絶
縁層と第２絶縁層とに共通する共通結晶相が生成してお
らず、これにより、同時焼成は可能であるものの、第１
絶縁層と第２絶縁層との間に剥がれが発生した。

【００７４】図３に、試料Ｎｏ．２における第１絶縁層
と第２絶縁層のＸ線回折測定結果を記載した。この図３
から明らかなように、第１絶縁層と第２絶縁層に共通結
晶相である（Ｍｇ，Ｔｉ）₂（ＢＯ₃）Ｏが析出するとと
もに、第１絶縁層に、成形体結晶相としてＭｇ₂ＳｉＯ₄
が、第２絶縁層に、成形体結晶相としてＭｇＴｉＯ₃が
析出しており、Ｉ₁／Ｉ₂が１．５、Ｉ₃／Ｉ₄が０．７で
あることがわかる。

【００７５】

【発明の効果】本発明の回路基板では、第１絶縁層およ
び第２絶縁層中に、（Ｍｇ，Ｔｉ）₂（ＢＯ₃）Ｏからな
る共通結晶相が存在するため、第１絶縁層と第２絶縁層
の熱膨張係数が近づくとともに、焼成収縮開始温度、収
縮終了温度を含む収縮挙動が異種材料間で近づき、結果
的に第１絶縁層および第２絶縁層を同時焼成一体化して
も、反りやデラミネーションを低減できるとともに、高
い自由度の層構成を実現でき、さらに、共通結晶相であ
る（Ｍｇ，Ｔｉ）₂（ＢＯ₃）Ｏは低温焼成可能であり、
また、高いＱ値を有するため、ＡｇやＡｇ合金、Ｃｕを
主成分とする導体と同時焼成でき、第１絶縁層および第
２絶縁層の高Ｑ値化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のセラミック回路基板の断面図を示す。

【図２】本発明のセラミック回路基板の層構成の例を示
す説明図である。

【図３】試料Ｎｏ．の第１絶縁層、第２絶縁層のＸ線回
折結果を示す図である。

【符号の説明】

１ｂ〜１ｆ・・・第２絶縁層１ａ、１ｇ・・・第１絶縁層

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の絶縁層を積層してなる基体の内部お
よび／または表面に導体を有する回路基板であって、前
記複数の絶縁層が異なる材料からなる第１絶縁層および
第２絶縁層を有し、前記第１絶縁層および前記第２絶縁
層に共通する共通結晶相が存在するとともに、該共通結
晶相が（Ｍｇ，Ｔｉ）₂（ＢＯ₃）Ｏであることを特徴と
する回路基板。
【請求項２】導体がＡｇまたはＣｕを主成分とすること
を特徴とする請求項１記載の回路基板。
【請求項３】異なる材料からなる第１絶縁層成形体およ
び第２絶縁層成形体が積層された積層成形体を作製し、
該積層成形体を焼成し、第１絶縁層および第２絶縁層が
積層された回路基板の製法において、焼成することによ
り、前記第１絶縁層および第２絶縁層に、少なくとも１
種以上の共通する共通結晶相を生成せしめることを特徴
とする回路基板の製法。
【請求項４】第１絶縁層中に第１絶縁層成形体の主結晶
相と同一の成形体結晶相が存在するとともに、前記第１
絶縁層中の共通結晶相のＸ線回折測定におけるメインピ
ーク強度Ｉ₁と、前記第１絶縁層中の成形体結晶相のＸ
線回折測定におけるメインピーク強度Ｉ₂との強度比
（Ｉ₁／Ｉ₂）が０．５以上であり、かつ、第２絶縁層中
に第２絶縁層成形体の主結晶相と同一の成形体結晶相が
存在するとともに、前記第２絶縁層中の共通結晶相のＸ
線回折測定におけるメインピーク強度Ｉ₃と、前記第２
絶縁層中の成形体結晶相のＸ線回折測定におけるメイン
ピーク強度Ｉ₄との強度比（Ｉ₃／Ｉ₄）が０．５以上で
あることを特徴とする請求項３記載の回路基板の製法。