JP2003073162A

JP2003073162A - ガラスセラミックスおよびそれを用いた配線基板

Info

Publication number: JP2003073162A
Application number: JP2001262465A
Authority: JP
Inventors: Hiromi Iwachi; 裕美岩地; Yoshitake Terashi; 吉健寺師
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2001-08-30
Filing date: 2001-08-30
Publication date: 2003-03-12

Abstract

(57)【要約】【課題】高い熱伝導性を有するとともに、低誘電率を有
し、また銀、銅、金等の低抵抗金属と同時焼成が可能な
ガラスセラミックスを得る。【解決手段】少なくともホウ素（Ｂ）を含有するガラス
相と、少なくとも窒化アルミニウム粒子を含むフィラー
成分との混合体からなるガラスセラミックスであって、
ｈ−ＢＮ相が前記窒化アルミニウム粒子と前記ガラス相
との界面、あるいは平均粒径が５μｍ以下の独立相して
存在し、前記ｈ−ＢＮ相が１０ｎｍ以上の厚みで前記窒
化アルミニウム粒子と前記ガラス相との界面に帯状に存
在し、窒化アルミニウム粒子内における酸素量が０．８
重量％以下であるガラスセラミックスを得、これを絶縁
基板１とし、絶縁基板１の表面および／または内部に配
線回路層２を形成して配線基板を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子収納用
パッケージ、多層配線基板等に適用される配線基板等に
最適なガラスセラミックスとそれを用いた配線基板に関
するものであり、特に、信号遅延を低減する事が可能と
するために、銀、銅、金と同時焼成が可能で、誘電率が
低く、かつ半導体素子等の能動素子の動作時等に発生す
る熱を効率よく放散することが可能なガラスセラミック
スの改良に関するものである。

【０００２】

【従来技術】近年、高度情報化時代を迎え、情報通信技
術が急速に発達している。それに伴い、半導体素子の高
速化、大型化が進行している。そのため、半導体素子の
高速化に伴い、パッケージや基板等における信号遅延の
問題が大きくなっている。同時に、半導体素子の大型化
に伴う発熱量の増加による、パッケージや基板等におけ
る熱抵抗の問題も大きくなっている。

【０００３】従来より、セラミック多層配線基板として
は、アルミナ質焼結体からなる絶縁層の表面または内部
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
配線層が形成されたアルミナ配線基板が最も普及してい
る。

【０００４】ところが、従来のアルミナ配線基板では、
その導体であるタングステン（Ｗ）や、モリブデン（Ｍ
ｏ）などの高融点金属は導体抵抗が大きく、さらにアル
ミナの誘電率も９程度と高いことから、信号遅延が大き
いことが問題となっていた。そこで、Ｗ、Ｍｏなどの金
属に代えて、銅、銀、金などの低抵抗金属を導体として
使用し、さらに絶縁層の誘電率を低くすることが要求さ
れている。

【０００５】そのため、最近では、ガラス、または、ガ
ラスとセラミックとの複合材料であるガラスセラミック
を絶縁層として用いることにより、１０５０℃以下の低
温焼成を可能とし、融点の低い銅、銀、金などの低抵抗
金属を導体として使用できるようにし、かつ誘電率をア
ルミナよりも低くすることが可能な、ガラスセラミック
配線基板が開発されつつある。

【０００６】例えば、特公平４−１２６３９号のよう
に、ガラスにＳｉＯ₂系フィラーを添加した絶縁層と、
銅、銀、金などの低抵抗金属からなる配線層とを９００
〜１０５０℃の温度で同時焼成した多層配線基板や、特
開昭６０−２４０１３５号のように、ホウケイ酸亜鉛系
ガラスに、アルミナ、ジルコニア、ムライトなどのフィ
ラーを添加したものを低抵抗金属と同時焼成したものな
どが提案されている。その他、特開平５−２９８９１９
号には、ムライトやコージェライトを結晶相として析出
させたガラスセラミック材料も提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記に挙げた
ような従来のガラスセラミックにおいては、熱伝導率が
２Ｗ／ｍ・Ｋ以下と低く、熱放散性において従来のアル
ミナ等に比べて劣っていた。そこで、特開昭６３−３０
７１８２号に記載されるような、ＡｌＮと石英ガラスと
低軟化点ガラスからなるガラスセラミックを用いた配線
基板が提案されている。

【０００８】しかし、ＡｌＮ等の非酸化物化合物をフィ
ラーとして用いると、ガラスと非酸化物フィラーが焼成
中に反応したり、大気中での焼成、場合によっては窒素
中での焼成においても、焼成中に非酸化物フィラーが分
解したりするため、ガスが発生する問題があった。その
ため、焼結体が膨らんだり、膨らまないまでも寸法精度
が得られなかったり、焼結体表面に気泡が発生したり
と、安定して良好な焼結体を得る事が不可能であり、歩
留まりが低く、実用上大きな問題があった。特に、大気
中での焼成でその傾向が顕著となるため、銀を導体とす
る配線の形成が非常に困難であったり、銅配線を行う際
に脱バインダ不良が起こり易いなどという問題があっ
た。

【０００９】従って、本発明は、銀、銅、金等の低抵
抗、低融点金属、なかでも銀と同時焼成が可能であり、
高熱伝導率、低誘電率を有するガラスセラミックスおよ
びそれを用いた配線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】本発明者は、上記課題を
鋭意検討した結果、ガラスセラミックス中のガラス成分
として少なくともホウ素を含有し、少なくとも窒化アル
ミニウム粒子を含むフィラー成分との混合体からなるガ
ラスセラミックスにおいて、ｈ−ＢＮ相を生成せしめ、
それを窒化アルミニウムとガラスの界面および／または
独立相として分散させることで、窒化アルミニウムとガ
ラスとの反応を制御し、窒化アルミニウム粒子を安定に
存在させることができる結果、熱伝導性を有するガラス
セラミックスを歩留まりよく提供することができること
を知見し、本発明に至った。

【００１１】即ち、本発明のガラスセラミックスは、ガ
ラス相と、少なくとも窒化アルミニウム粒子を含むフィ
ラー成分との混合体からなり、ホウ素を酸化物換算で２
５重量％以下の割合で含有するガラスセラミックスであ
って、ｈ−ＢＮ相が前記窒化アルミニウム粒子と前記ガ
ラス相との界面、あるいは独立相として存在することを
特徴とするものである。

【００１２】なお、かかるガラスセラミックスにおいて
は、前記ｈ−ＢＮ相が１０ｎｍ以上の厚みで前記窒化ア
ルミニウム粒子と前記ガラス相との界面に帯状に存在す
るか、または、ｈ−ＢＮ相が平均粒径０．１〜５μｍの
独立相として存在することが望ましい。また、ｈ−ＢＮ
相は０．５重量％以上含まれていることが効果的であ
る。

【００１３】さらに、窒化アルミニウム粒子内における
酸素量は０．８重量％以下であることが高熱伝導化を図
る上で望ましい。

【００１４】また、上記のガラスセラミックスは、絶縁
基板の表面および／または内部に配線回路層が形成され
た配線基板における絶縁基板として有用である。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明のガラスセラミックスは、
ガラス相と、少なくとも窒化アルミニウム粒子（以下、
ＡｌＮ粒子という。）との混合体からなるものである。
そして、本発明によれば、ＡｌＮ粒子と、前記ガラス相
との界面および／または独立相してｈ−ＢＮ相を存在せ
しめることが大きな特徴であって、このｈ−ＢＮ相を存
在せしめることによってガラスセラミックスの熱伝導率
を向上させることができる。

【００１６】また、ｈ−ＢＮ相は無機溶融体に対する耐
蝕性、難濡れ性、高強度などの性質を有するために、ｈ
−ＢＮ相をガラスセラミックス中に生成させることで、
強度を向上することも可能である。

【００１７】このｈ−ＢＮ相は、ＡｌＮ粒子とガラス相
との界面において１０ｎｍ以上の厚みで存在したり、独
立した粒子として存在する。この界面におけるｈ−ＢＮ
相の厚みが１０ｎｍ以上であると顕著な効果が発揮され
る。また、独立相として生成するｈ−ＢＮ相は、ｈ−Ｂ
Ｎの薄い層が球状に成長するために起こり、その大きさ
が５μｍよりも大きくなるとｈ−ＢＮは破壊し、ガラス
セラミックス中におけるボイドとなる場合があるため
に、その平均粒径は５μｍ以下、特に４μｍ以下である
ことが望ましい。

【００１８】さらに、上記ｈ−ＢＮ相は、ガラスセラミ
ックス中に、０．２重量％以上、特に０．５重量％以上
存在することが効果的である。このｈ−ＢＮ相の含有量
は、Ｘ線回折測定からリートベルト法によって概算算出
することができる。

【００１９】また、本発明のガラスセラミックス中に
は、ホウ素を酸化物換算２５重量％以下含有されるもの
であるが、ホウ素は、特にガラス中の一成分として含ま
れ、ガラスの軟化点を下げる性質を有し、低温焼結性を
高める作用をなす。かかる作用の点から、焼結体中に
は、ホウ素を酸化物（Ｂ₂Ｏ₃）換算で３重量％以上含有
することが望ましい。なお、ホウ素の含有量が、２５重
量％より多くなると、成形性が悪化するとともに、ｈ−
ＢＮ相の生成が急激に進行して大きなｈ−ＢＮ粒子が生
成されるとともに、この大きなｈ−ＢＮ相の生成によっ
てボイドが発生しやすくなる。特に、ガラスセラミック
ス中のホウ素量は１０〜２５重量％が最適である。

【００２０】本発明によれば、このセラミックス中に分
散されているＡｌＮ粒子内における酸素量が０．８重量
％以下，特に０．５重量％以下であることが望ましい。
これによって、ＡｌＮ粒子自体の熱伝導性を高めること
ができることによってガラスセラミックスの熱伝導率を
向上させることができる。また、本発明によれば、この
ような低酸素含有のＡｌＮ粒子を含有させることをによ
って、ガラスセラミックスの高周波領域での低誘電率化
とともに誘電損失を低減することができる。このＡｌＮ
粒子内の酸素量は、オージェ電子顕微鏡により後述する
実施例に基づき容易に測定することができる。

【００２１】また、本発明によれば、ＡｌＮ粒子は、平
均粒径が２μｍ以上、特に４μｍ以上の粒子として存在
することが望ましい。これは、ＡｌＮ粒子の平均粒子が
２μｍ以上とするとによって、ｈ−ＢＮ相が効率よく生
成されるとともに、ガラスセラミックスの緻密化が進行
し強度が高くなるとともに、吸水率も低下し、低誘電損
失化を図ることができる。しかし、粒子が大きくなりす
ぎると、セラミックス表面の平滑性が低下したり、粗大
粒子を起点とする破壊が生じやすくなり強度が低下する
ことから、平均粒径は３０μｍ以下、特に１５μｍ以
下、さらには１０μｍ以下がよい。

【００２２】本発明によれば、高熱伝導化を図る上で、
フィラーとしてＡｌＮ粒子を５重量％以上、特に１０重
量％以上、さらには２０重量％以上の割合で含有するこ
とが望ましい。

【００２３】さらに、ガラスセラミックス中には、フィ
ラーとしてＡｌＮ粒子以外に、他のセラミック結晶相を
含んでいてもよい。他の結晶相としては、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｓ
ｉＯ ₂（クォーツ、クリストバライト、トリジマイ
ト）、３Ａｌ₂Ｏ₃・２ＳｉＯ₂、（Ｍ２）₂ＭｇＳｉ
Ｏ₇、（Ｍ２）Ａｌ₂Ｓｉ₂Ｏ₈、ＣａＭｇＳｉ₂Ｏ₇、Ｃａ
（Ｍｇ，Ａｌ）（Ｓｉ，Ａｌ）₂Ｏ₆、（Ｍ２）Ｓｉ
Ｏ₃、ＣａＭｇＳｉＯ₄、ＣａＭｇＳｉ₂Ｏ₆、Ｃａ₃Ｍｇ
Ｓｉ₂Ｏ₈、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄、Ｍｇ₂Ａｌ₄Ｓｉ₅Ｏ₁₈、Ｍｇ₂
ＳｉＯ₄、（Ｍ２）ＳｉＯ₃、Ｓｒ₂ＭｇＳｉ₂Ｏ₇、Ｔｉ
Ｏ₂、ＺｎＡｌ₂Ｏ₄、ＺｎＯ、ＺｒＯ₂、Ｚｎ₂ＳｉＯ₄、
Ｚｎ₂Ａｌ₄Ｓｉ₅Ｏ₁₈、（Ｍ１）ＡｌＳｉ₂Ｏ₆、（Ｍ
１）ＡｌＳｉＯ₄、（Ｍ２）ＴｉＯ₃、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＳｉＣ
の群から選ばれる少なくとも１種が挙げられる。上記の
記載のうち、Ｍ１はアルカリ金属（Ｌｉ、Ｎａ，Ｋ）の
群から選ばれる少なくとも１種、Ｍ２はアルカリ土類金
属（Ｍｇ，Ｃａ、Ｂａ、Ｓｒ）の群から選ばれる少なく
とも１種、（）は、（）内に記載された金属元素か
ら選ばれる少なくとも１種を意味する。これらは、Ａｌ
Ｎ粒子の分散による効果を阻害しない範囲で含有され、
特に３０重量％以下の割合で含まれるのが適当である。
上記の結晶相は、フィラー粉末として添加してもよい
し、ガラスから析出させてもよい。

【００２４】また、本発明のガラスセラミックスにおけ
るガラス相は、シリカガラス、ホウケイ酸ガラス、アル
ミノケイ酸ガラス、Ｐｂ系ガラス、Ｂｉ系ガラス、アル
カリ系ガラス、アルカリ土類系ガラス、アルミノホウケ
イ酸ガラス等が挙げられるが、特に、１０００℃以下で
の焼結性を実現し、ＣｕやＡｇ等の低抵抗金属との同時
焼結を行うためには、アルミノケイ酸ガラス、アルミノ
ホウケイ酸ガラス、アルカリ系ガラス、アルカリ土類系
ガラスの群から選ばれる少なくとも１種が望ましい。ま
た、上記ガラス相は、非晶質ガラス、結晶化ガラスのい
ずれでもよいが、強度向上のためには、結晶化ガラスで
あることが望ましい。

【００２５】また、本発明におけるガラスセラミックス
は、開気孔率が１％以下であることが望ましい。これ
は、誘電損失を低減する上で必要であり、開気孔率が１
％よりも大きいと、開気孔内に水分が吸着され、高周波
領域での誘電損失が大きくなってしまうためである。特
に、開気孔率は０．５％以下、特に０．２％以下である
ことが望ましい。

【００２６】本発明における上記ガラスセラミックス
は、熱伝導率が５Ｗ／ｍ・Ｋ以上、特に８Ｗ／ｍ・Ｋ以
上と高く、電気特性として測定周波数１ＧＨｚにおい
て、比誘電率が８以下、特に７．５以下、さらには７以
下であり、また誘電損失が６０×１０^-4以下、特に５０
×１０^-4以下、さらには３０×１０^-4以下の優れた特性
を有するものである。

【００２７】本発明のガラスセラミックスにおいて全量
中、ガラス成分は３０〜９５重量％、好ましくは３２．
５〜８５重量％、より好ましくは、３５〜８０重量％、
ＡｌＮを含むセラミックフィラー成分は、５〜７０重量
％、好ましくは、１５〜６７．５重量％、より好ましく
は２０〜６５重量％の比率で存在させることが焼結性お
よび熱的特性、および電気特性の改善を行うのに最適で
ある。（製造方法）次に、本発明におけるガラスセラミックス
を製造する方法について説明する。まず、出発原料とし
て、ガラス粉末とセラミックフィラー粉末とを所定の比
率で混合する。ガラス粉末を３０〜９５重量％、特に３
２．５〜８５重量％、最適には３５〜８０重量％と、Ａ
ｌＮを５重量％以上含有含むセラミックフィラーを５〜
７０重量％、特に１５〜６７．５重量％、最適には３０
〜６５重量％の割合で混合する。

【００２８】ガラスおよびフィラーの組成を上記範囲に
限定したのは、ガラス粉末が３０重量％より少ない、あ
るいはセラミックフィラーが７０重量％よりも多いと１
０００℃以下の低温焼成において該組成物を相対密度９
５％以上に緻密化することが困難となり、前記ガラスが
９５重量％を超える、あるいはＡｌＮ量が５重量％より
も少ないと磁器の熱伝導率の向上効果が不十分となる為
である。

【００２９】また、ガラスとしては、ガラス転移点が８
００℃以下、特に７５０℃以下、最適には７００℃以下
であることによって、１０００℃以下の焼成における緻
密化を促進することができる。

【００３０】また、本発明において、用いられるガラス
としては、ＳｉＯ₂と、Ｂ₂Ｏ₃を必須成分として含有
し、具体的には、ＳｉＯ₂を１５〜７０重量％、Ｂ₂Ｏ₃
を０．５〜３０重量％の割合で含有するもので、さらに
他の成分として、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、Ｚ
ｎＯ、Ａｌ₂Ｏ₃の群から選ばれる少なくとも１種を含有
することもできる。しかしながら、ガラスとＡｌＮを含
むセラミックフィラーとの反応性を抑制することが必要
がある。この反応性を抑制する上では、ガラスの組成、
焼成温度、焼成雰囲気等を適宜制御することが必要であ
る。特に、ガラス組成においては、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｃｕお
よびアルカリ金属元素の含有量が総量で０．５重量％以
下、特に０．３重量％以下、さらには０．１重量％以下
であることが望ましい。これは、上記の特定成分は、Ａ
ｌＮとの反応を促進する成分であって、これらが上記の
比率を超えて存在すると、反応が生じてしまうためであ
る。

【００３１】特に、より望ましいガラス組成としては、
ＳｉＯ₂：２０〜５５重量％、特に２５〜５０重量％、
Ａｌ₂Ｏ₃：３〜３５重量％、特に５〜３２重量％、Ｍｇ
Ｏ：５〜３０重量％、特に８〜２５重量％、ＺｎＯ：２
〜２５重量％、特に４〜２０重量％、Ｂ₂Ｏ₃：５〜３０
重量％、特に７〜２０重量％、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ
の合計：０〜４０重量％、特に０〜３５重量％の組成か
らなるガラスである。

【００３２】さらに、用いるガラスとしては、それ単
体、あるいはフィラーを含む組成物を焼成した際に、結
晶化することによって熱伝導率と強度の向上を図ること
ができる。ガラスの結晶化によって析出する結晶相は、
前述の通りである。また、焼結性を高める上では、ガラ
ス粉末の平均粒径が２μｍ以下、特に１．８μｍ以下と
することが望ましい。

【００３３】一方、フィラーとして添加するＡｌＮ粉末
の酸素量が０．８重量％以下、特に０．５重量％以下、
さらに０．３重量％以下であることが望ましい。即ち、
ＡｌＮ粉末の酸素含有量が０．８重量％よりも多いと、
ｈ−ＢＮ相の生成が均一でなく、また１０００℃以下の
焼成でガラスセラミックスの熱伝導率５Ｗ／ｍ・Ｋ以
上、低誘電率化、低誘電損失化が達成できなくなるため
である。また、ＡｌＮ粉末の平均粒径を２μｍ以上とす
ることによって、セラミックスの熱伝導性を向上させる
ことができる。

【００３４】なお、かかる平均粒径が大きなＡｌＮ粉末
を均一に、かつ低コストで作製するには、窒化アルミニ
ウム粉末が直接窒化法によって作製されたものであるこ
とが望ましい。また、ＡｌＮ粉末中の酸素含有量の減少
させるには、ＡｌＮ原料を製造する際の窒化処理を２０
００℃以上の高温で処理したり、市販のＡｌＮ原料にＹ
₂Ｏ₃などの焼結助剤を添加し、非酸化性雰囲気で仮焼処
理することによってＡｌＮ原料中の酸素量を低減でき
る。

【００３５】さらに、窒化アルミニウム粉末中のＦｅ、
Ｓｉ、Ｃ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ
等のＡｌ以外の不純物は総量で０．１重量％以下、特に
０．０２重量％以下であることが高熱伝導化を図る上で
望ましい。

【００３６】本発明のガラスセラミックスは、上記の組
成で秤量混合された混合粉末を用いて所定の成形体を作
製し、その成形体を８００〜１０００℃の酸化性雰囲気
または不活性雰囲気中で焼成し、開気孔率が１％以下と
なるまで緻密化させることによって作製できる。

【００３７】また、本発明によれば、図１に示すよう
に、上記のガラスセラミックスを誘電体基板１とし、そ
の表面や内部に高周波用の配線回路層２を具備する配線
基板を得るには、前記の混合粉末に適当な有機バイン
ダ、溶媒を混合してスラリーを調製し、これをプレス成
形、押出成形、ドクターブレード法等のテープ成形法に
よってシート状に成形してグリーンシートを作製する。

【００３８】そして、このグリーンシートに所望により
スルーホールを形成した後、スルーホール内にＣｕまた
はＡｇを主成分とする金属ペーストを充填し、グリーン
シートの表面には所定の回路パターンに導電性ペースト
を用いてスクリーン印刷法、グラビア印刷法等によって
印刷、塗布したり、金属箔を貼りつけてエッチングによ
ってパターン化したり、パターン化された金属箔を貼り
つける等によって高周波用の配線回路層２を形成する。

【００３９】上記配線回路層２を形成したグリーンシー
トを、所望により、複数枚積層して、例えば、４０〜１
２０℃、５〜４０ＭＰａにて加熱圧着し、酸化性雰囲気
または弱酸化性雰囲気中、１０００℃以下、特に８００
〜１０００℃、さらに８００〜９７０℃にて０．２〜１
０時間、特に０．５〜２時間焼成することによって配線
基板を作製することができる。

【００４０】そして、この配線基板の表面には、適宜、
高周波素子４等が搭載され高周波用の配線回路層２と高
周波信号の伝達が可能なように接続される。接続の方法
としては、配線回路層２に直接搭載させて半田などによ
って接続させたり、あるいは樹脂、Ａｇ−エポキシ、Ａ
ｇ−ガラス、Ａｕ−Ｓｉ等の樹脂、金属、セラミックス
の少なくとも１種からなる厚み５０μｍ程度の接着剤に
より高周波素子４を絶縁基板表面に固着し、ワイヤボン
ディング、ＴＡＢテープ等により配線回路層２と高周波
素子４とを接続させる方法が適応可能である。

【００４１】

【実施例】実施例１下記の組成からなる２種のガラスを準備した。

【００４２】ガラスＡＳｉＯ₂：４４重量％、Ａｌ₂Ｏ₃：２９重量％，Ｍｇ
Ｏ：１１重量％、ＺｎＯ：７重量％、Ｂ₂Ｏ₃：９重量％ガラスＢ：ＳｉＯ₂：２０．２重量％、Ａｌ₂Ｏ₃：６．９重量％、
ＳｒＯ：３３．９重量％、ＭｇＯ：８．２重量％、Ｃａ
Ｏ：０．０６重量％、ＢａＯ：０．４６重量％、Ｚｎ
Ｏ：１６．５重量％、Ｂ₂Ｏ₃：１３．７重量％、Ｌｉ₂
Ｏ：０．０３重量％、Ｎａ₂Ｏ：０．０２重量％、Ｆｅ₂
Ｏ₃：０．０３重量％また、セラミックスフィラーとして粒度、酸素量の異な
るＡｌＮを５種類準備した。なお、平均粒径については
マイクロトラック法によりｄ５０値を測定した。また、
粉末中の酸素量については、酸素、窒素同時分析装置
（ＥＭＧＡ?６５０ＦＡ）を用いて酸素量を測定した。

【００４３】そして、上記ガラス粉末とＡｌＮ粉末を表
１に示す比率で混合し、この混合物にアクリル系有機バ
インダ、可塑剤、トルエンを添加し、スラリーを調整し
た後、このスラリーを用いてドクターブレード法により
厚さ３００μｍのグリーンシートを作製した。

【００４４】そして、このグリーンシートを１０〜１５
枚積層し、５０℃の温度で１０ＭＰａの圧力を加えて熱
圧着し、該積層体を水蒸気含有／窒素雰囲気中、７００
℃で脱バインダ処理を行った後、乾燥窒素中で９５０℃
で１時間焼成した。なお、焼成に際しては、昇温速度、
降温速度を３００℃／ｈとした。

【００４５】得られたガラスセラミックスについて、ア
ルキメデス法により開気孔率を測定するとともに、Ｘ線
回折測定を行い、構成相を同定するとともに、そのパタ
ーンからリートベルト法によってガラスセラミックス中
の検出結晶相と、ｈ−ＢＮ相の含有比率を算出した。ま
た、ｈ−ＢＮ相の存在箇所とその大きさを合わせて記載
した。なお、ｈ−ＢＮ相の大きさは、走査型電子顕微鏡
写真に基づき、各独立相の最大径の平均値（平均粒径）
を、また透過型電子顕微鏡写真に基づき界面におけるｈ
−ＢＮ相の厚さ５箇所の平均値を表１に示した。

【００４６】また、ガラスセラミックスを直径５０ｍ
ｍ、厚み１ｍｍの形状に切り出し、２ＧＨｚにてネット
ワークアナライザー、シンセサイズドスイーパーを用い
て空洞共振器法によりＴＥ₀₁₁モードの共振特性を測定
し、誘電率、誘電損失を算出した。また、ガラスセラミ
ックスをφ１０ｍｍ、厚さ１ｍｍに加工しレーザーフラ
ッシュ法にて熱伝導率を測定した。結果は表１に示し
た。

【００４７】

【表１】

【００４８】表１の結果によれば、ＡｌＮの原料粉末お
よびセラミックス中のＡｌＮ粒子中の酸素量は、熱伝導
性のみならず、生成するｈ−ＢＮ相の比率に対して影響
があり、酸素量が多くなるほど、熱伝導率が低下し、生
成ＢＮ相は減少する傾向が見られたが、本発明に基づき
ｈ−ＢＮ相が、ＡｌＮ粒子とガラス相との界面または独
立相として存在するセラミックスは、熱伝導率５Ｗ／ｍ
・Ｋ以上、比誘電率８以下にすることができる。特にＡ
ｌＮ粒子中の酸素量が０．５重量％以下とすることによ
って熱伝導率１５Ｗ／ｍ・Ｋ以上が達成できた。

【００４９】但し、ＡｌＮ粒子中の酸素量が０．８重量
％よりも大きい場合には、ｈ−ＢＮ相の生成が確認でき
ず、熱伝導性も低いものであった。（実施例２）ガラスＣ：ＳｉＯ₂：２５重量％、Ａｌ₂Ｏ₃：８重量％、ＭｇＯ：
１２重量％、ＺｎＯ：１０重量％、Ｂ₂Ｏ₃：４０重量
％、ＳｒＯ：５重量％の組成からなるガラスを７０重量％、試料Ｎｏ．４のＡ
ｌＮ粉末を３０重量％の割合で添加する以外は、全く実
施例１と全く同様にしてガラスセラミックスを作製し
た。その結果、ｈ−ＢＮ相の独立相が生成したが、その
平均粒径が７μｍと大きく、ボイドが多数発生してい
た。これは、セラミックス中のホウ素（酸化物換算）量
が２５重量％よりも多くなったためである。

【００５０】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明のガラスセラ
ミックスによれば、少なくともホウ素を含有するガラス
相と、少なくとも窒化アルミニウム粒子を含むフィラー
成分との混合体からなるガラスセラミックス中に、ｈ−
ＢＮ相を生成せしめることによって緻密で、高熱伝導性
を有し、低誘電率、低誘電損失のガラスセラミックスを
作製でき、ＣｕやＡｇを主成分とする導体配線層を具備
する、特に高周波用の配線基板の絶縁基板として好適に
使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の配線基板の一例を説明するための概略
断面図である。

【符号の説明】【符号の説明】

１誘電体基板２配線回路層２ａグランド層２ｂ中心導体３ビアホール導体４高周波素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4G001 BA01 BA02 BA03 BA04 BA05 BA06 BA07 BA36 BB01 BB02 BB03 BB04 BB05 BB06 BB07 BB35 BB36 BC12 BC13 BC17 BC22 BC34 BC46 BC52 BC54 BD03 BD23 BE22 BE26 BE32 4G030 AA02 AA03 AA07 AA08 AA09 AA10 AA27 AA32 AA35 AA36 AA37 AA50 AA51 BA12 CA04 CA05 CA08 GA14 GA15 GA17 GA20 GA24 GA27 GA30

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラス相と、少なくとも窒化アルミニウム
粒子を含むフィラー成分との混合体からなり、ホウ素を
酸化物換算で２５重量％以下の割合で含有するガラスセ
ラミックスであって、ｈ−ＢＮ相が前記窒化アルミニウ
ム粒子と前記ガラス相との界面、あるいは独立相として
存在することを特徴とするガラスセラミックス。
【請求項２】前記ｈ−ＢＮ相が１０ｎｍ以上の厚みで前
記窒化アルミニウム粒子と前記ガラス相との界面に帯状
に存在することを特徴とする請求項１記載のガラスセラ
ミックス。
【請求項３】前記ｈ−ＢＮ相が平均粒径が５μｍ以下の
独立相として存在することを特徴とする請求項１または
請求項２記載のガラスセラミックス。
【請求項４】前記窒化アルミニウム粒子内における酸素
量が０．８重量％以下であることを特徴とする請求項１
乃至請求項３のいずれか記載のガラスセラミックス。
【請求項５】前記ｈ−ＢＮ相を０．２重量％以上含むこ
とを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか記載の
ガラスセラミックス。
【請求項６】請求項１乃至請求項５のいずれか記載のガ
ラスセラミックスを絶縁基板とし、該絶縁基板の表面お
よび／または内部に配線回路層が形成されてなることを
特徴とする配線基板。