JP2004179360A - 配線基板 - Google Patents
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Abstract
【課題】ノイズ吸収のためのフェライト層が形成された配線基板において、従来はフェライト層に非磁性材料であるガラス等の焼結助剤を添加したフェライトペーストを塗布して同時焼成していたため、透磁率が低下し、十分なノイズ吸収効果が得られない。
【解決手段】非磁性フェライトの焼結体から成る絶縁基体１の内部および表面の少なくとも一方に、配線導体３と、この配線導体３の上面および下面を覆うフェライトの焼結体から成るフェライト層２とが、絶縁基体１との同時焼成で形成されている配線基板である。フェライト層２の透磁率が高く、安定した透磁率を得ることができ、このフェライト層２で配線導体３を覆っていることにより、配線導体３を通過するノイズを効果的に吸収することができる。
【選択図】 図１
【解決手段】非磁性フェライトの焼結体から成る絶縁基体１の内部および表面の少なくとも一方に、配線導体３と、この配線導体３の上面および下面を覆うフェライトの焼結体から成るフェライト層２とが、絶縁基体１との同時焼成で形成されている配線基板である。フェライト層２の透磁率が高く、安定した透磁率を得ることができ、このフェライト層２で配線導体３を覆っていることにより、配線導体３を通過するノイズを効果的に吸収することができる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は非磁性フェライトから成る絶縁基体の内部および表面の少なくとも一方に同時焼成による配線導体およびこの配線導体を覆うノイズ吸収のためのフェライト層を備える配線基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報処理装置は高性能化が急激に進展し、これに伴って情報処理装置に搭載実装される半導体装置や混成集積回路装置も高速駆動が行なわれ、ノイズの影響を極めて受けやすいものになってきた。そのため外部電気回路から高周波のノイズが入り込んだ場合、そのノイズはそのまま配線導体を通して半導体素子等の電子部品に入り込み、誤動作させてしまう危険がある。従って、そのような誤動作を防ぐためノイズ対策が必要とされる。
【０００３】
従来の配線基板におけるノイズ対策としては、ノイズを吸収するフェライトビーズを配線基板の表面に実装する方法や、フェライト基板を配線基板の裏面に接合する方法が古くから行なわれてきた。
【０００４】
しかしながら、この方法では小型化および実装の簡略化が困難であった。そこで、近年では配線基板そのものにノイズを吸収させることによる表面実装工程の簡略化および配線基板の小型化が図られている。
【０００５】
その方法の一つとして、配線基板の内部にフェライト層を形成する方法が挙げられる。例えば絶縁基体そのものにフェライト粉末を混入させる方法や、絶縁基体の一部にフェライトを含む補助膜を形成する方法がある。これらの方法では配線基板の内部にフェライト層を形成するために、フェライト層と絶縁基体のセラミックスとを同時焼成している。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−７７０２２号公報
【特許文献２】
特開平７−１９３３６９号公報
【特許文献３】
特開平１１−１６３１８９号公報
【特許文献４】
特開２０００−２５２３８５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の方法では、フェライト層と絶縁基体の主成分であるガラスセラミックスとを同時焼成により密着させるために、またそれぞれの焼成収縮率を合わせるために、フェライト層にガラス粉末またはガラスセラミック粉末を添加しなければならなかった。これは、純粋なフェライト層をガラスセラミックスと同時焼成すると、フェライト層とガラスセラミックスとの充分な密着力が得られず、さらに、焼成時のフェライト層の収縮率とガラスセラミックスの収縮率とが異なると、焼成後にガラスセラミック基板が変形する、またはフェライト層がガラスセラミック基板から剥離するというような不具合が発生するからである。
【０００８】
しかしながら、フェライト層に添加されるガラス粉末やガラスセラミック粉末は非磁性体であるため、これらはフェライト層中に非磁性の空間を形成することとなり、フェライト層中のフェライトの密度が低下してしまうという問題点があった。
【０００９】
また、純粋なフェライト層は固相焼結にて焼結し、ガラスセラミックスは液相焼結にて焼結することから、焼成収縮挙動が異なり、焼成後にガラスセラミック基板が変形する、またはフェライト層がガラスセラミック基板から剥離するという問題点があった。
【００１０】
さらに、フェライト層と絶縁基体のガラスセラミックスとの同時焼成では、フェライト層の熱膨張係数とガラスセラミックスの熱膨張係数とが異なるため、同時焼成過程においてフェライト層に応力がかかることにより磁歪が発生し、フェライト層の透磁率が急激に低下するという問題点があった。
【００１１】
一般的に、フェライト等の磁性体のノイズ吸収力は透磁率（μ）を指標として表される。透磁率が高ければ、磁性体のノイズ吸収力が高くなる。ただし、透磁率は磁性体中に非磁性部分が存在すると、その非磁性部分の体積の３乗に比例して低下する。よって、前述のようにフェライト層にガラス粉末やガラスセラミック粉末を添加すると、フェライト層の透磁率が急激に低下するという問題点があった。
【００１２】
そして、透磁率が低下するとノイズを充分に吸収できなくなり、その結果、外部電気回路から高周波のノイズが入り込んだ場合に、そのノイズが完全に吸収されず配線導体を通して半導体素子等の電子部品に入り込み、誤動作させてしまうという問題点があった。
【００１３】
しかし、ノイズを充分に吸収するためにフェライト層を多量に形成すると、焼成後のフェライト層が剥離しやすくなるという問題点があった。これは、焼成時の収縮および熱膨張係数がフェライト層とガラスセラミックスとで異なるためであり、フェライト層が多量に形成されれば剥離の発生は顕著になる。また、フェライト層が増加すると相対的にガラスセラミックスが少なくなり、絶縁基体全体としての誘電率や絶縁特性がガラスセラミック基板本来のものと異なってくるという問題点があった。
【００１４】
以上のような理由から、絶縁基体の内部のフェライト層は微小体積または低密度のものしか形成できず、また同じように作製したガラスセラミック基板間でのノイズ吸収効果のばらつきもあり、フェライト層を用いて十分なノイズ吸収特性を持った配線基板を得ることが困難であるという問題点があった。
【００１５】
本発明は以上のような従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、透磁率の高いフェライト層を備えており、そのノイズ吸収特性が高くかつ安定している配線基板を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の配線基板は、非磁性フェライトの焼結体から成る絶縁基体の内部および表面の少なくとも一方に、配線導体と、この配線導体の上面および下面を覆うフェライトの焼結体から成るフェライト層とが、前記絶縁基体との同時焼成で形成されていることを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明の配線基板は、上記構成において、前記フェライトが、ＺｎＦｅ２Ｏ４，ＭｎＦｅ２Ｏ４，ＦｅＦｅ２Ｏ４，ＣｏＦｅ２Ｏ４，ＮｉＦｅ２Ｏ４，ＢａＦｅ１２Ｏ４，ＳｒＦｅ１２Ｏ４およびＣｕＦｅ２Ｏ４のうちの少なくとも１種から成ることを特徴とするものである。
【００１８】
さらに、本発明の配線基板は、上記構成において、前記非磁性フェライトが、Ｆｅ２Ｏ３とＣｕＯおよびＺｎＯの少なくとも１種とから成る非磁性フェライト組成の主成分１００質量％に対して、ＭｇＯ，ＢａＯ，ＳｉＯ２およびＢ２Ｏ３から成る第１酸化物成分が、またはこの第１酸化物成分とＳｎＯ２およびＣａＯの少なくとも１種から成る第２酸化物成分とが、１〜３０質量％の範囲の量で添加されて成ることを特徴とするものである。
【００１９】
本発明の配線基板によれば、非磁性フェライトの焼結体から成る絶縁基体の内部および表面の少なくとも一方に、配線導体と、この配線導体の上面および下面を覆うフェライトの焼結体から成るフェライト層とが、絶縁基体との同時焼成により形成されていることから、フェライト層の透磁率の低下を抑えることができる。また、非磁性フェライトの焼結体から成る絶縁基体および配線導体と同時焼成によって形成されることから、絶縁基体および配線導体との十分な密着性を得ることができる。さらに、このフェライト層が配線導体の上下面を覆うことによってフェライト層によるノイズ吸収を効率良く安定して機能させることができるので、配線導体を通過するノイズが半導体素子等の電子部品へ侵入するのを効果的に防止することが可能となる。
【００２０】
また、本発明の配線基板によれば、フェライトが、ＺｎＦｅ２Ｏ４，ＭｎＦｅ２Ｏ４，ＦｅＦｅ２Ｏ４，ＣｏＦｅ２Ｏ４，ＮｉＦｅ２Ｏ４，ＢａＦｅ１２Ｏ４，ＳｒＦｅ１２Ｏ４およびＣｕＦｅ２Ｏ４のうちの少なくとも１種から成る場合には、これらのフェライトの結晶相は高い透磁率を発現することから、これらのフェライトから成るフェライト層によって、より効果的にノイズ吸収が可能な十分に高い透磁率を得ることができる。
【００２１】
さらに、本発明の配線基板によれば、非磁性フェライトが、Ｆｅ２Ｏ３とＣｕＯおよびＺｎＯの少なくとも１種とから成る非磁性フェライト組成の主成分１００質量％に対して、ＭｇＯ，ＢａＯ，ＳｉＯ２およびＢ２Ｏ３から成る第１酸化物成分が、またはこの第１酸化物成分とＳｎＯ２およびＣａＯの少なくとも１種から成る第２酸化物成分とが、１〜３０質量％の範囲の量で添加されて成る場合には、フェライト層と絶縁基体との間において熱膨張係数の差を小さくすることができ、これにより配線基板としたときのフェライト層の透磁率の低下を抑えることができ、またフェライト層と絶縁基体との間において焼成収縮挙動を近づけることができ、焼成後の配線基板の変形、またはフェライト層の配線基板からの剥離を有効に防止することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の配線基板を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００２３】
図１は本発明の配線基板の実施の形態の一例を示す断面図であり、１は非磁性フェライトの焼結体から成る絶縁基体、２はフェライト層、３は配線導体である。
【００２４】
絶縁基体１は、例えば複数の非磁性フェライト層が積層されて構成されており、その内部および表面の少なくとも一方に、配線導体３と、その上面および下面を覆うフェライト層２とが、絶縁基体１との同時焼成で形成されている。
【００２５】
非磁性フェライトの焼結体から成る絶縁基体１は、まず、非磁性フェライト組成の主成分および第１酸化物成分、または非磁性フェライト組成の主成分ならび第１酸化物成分および第２酸化物成分、さらに有機バインダ，可塑剤，有機溶剤等を混合してスラリーを得て、これからドクターブレード法，圧延法，カレンダーロール法等によって非磁性フェライト・グリーンシートを製作し、この非磁性フェライト・グリーンシートを複数積層した後、大気中または加湿窒素雰囲気中にて、８００〜１１００℃の温度で焼成して作製される。
【００２６】
非磁性フェライト組成の主成分としては、Ｆｅ２Ｏ３とＣｕＯおよびＺｎＯの少なくとも１種との粉体を用い、これらを湿式混合し、次いで仮焼し、顆粒としてこれを粉砕した後、原料粉末とした。
【００２７】
また、第１酸化物成分としては、ＭｇＯ，ＢａＯ，ＳｉＯ２およびＢ２Ｏ３の粉体を用いる。これらのＭｇＯ，ＢａＯ，ＳｉＯ２およびＢ２Ｏ３から成る第１酸化物成分は、ガラス成分として、非磁性フェライトの熱膨張係数を制御するために加えられる。
【００２８】
また、第２酸化物成分としては、ＳｎＯ２およびＣａＯの少なくとも１種の粉体を用いる。ＳｎＯ２は、主にこのような組成物が、この配線基板を用いる装置の一部を蝕壊することを防止するために加えるものであるが、必要に応じて添加を省略してもよい。ＣａＯは、主に熱膨張係数を高くするために添加するものであり、通常は添加をした方が好ましいが、非磁性フェライトから成る絶縁基体１とフェライト層２との熱膨張係数が同等の場合は、必要に応じて添加を省略してもよい。
【００２９】
非磁性フェライト組成の主成分としてのＦｅ２Ｏ３は、好ましくは４６〜５０質量％であり、ＣｕＯは、好ましくは２〜２０質量％であり、ＺｎＯは、好ましくは３３〜５２質量％の範囲である。
【００３０】
非磁性フェライト組成の主成分に添加される第１酸化物成分、および第２酸化物成分のそれぞれの好ましい添加量は、ＭｇＯは０．２５〜８質量％、ＢａＯは０．４〜９質量％、ＳｉＯ２は０．２５〜７質量％、Ｂ２Ｏ３は０．１〜３質量％、ＳｎＯ２は０〜０．７質量％、ＣａＯは０〜８質量％で、その総計は１〜３０質量％である。
【００３１】
非磁性フェライト組成の主成分に対して添加される第１酸化物成分と第２酸化物成分との添加量が１〜３０質量％の場合には、非磁性フェライトの焼結体から成る絶縁基体１とフェライト層２との熱膨張係数の差が３×１０−６／℃以下となり、絶縁基体１およびフェライト層２との熱膨張係数差が好適に小さいことから、同時焼成過程においてフェライト層２にかかる応力が小さくなり、磁歪の発生が防止され、フェライト層２の透磁率低下を十分に抑えることができる。また、非磁性フェライトの焼結体から成る絶縁基体１とフェライト層２とは、ともに固相焼結にて焼結することから、焼成収縮挙動を近づけることができ、焼成後の配線基板の変形、またはフェライト層２の配線基板からの剥離が防止される。
【００３２】
非磁性フェライト組成の主成分に対して添加される第１酸化物成分の添加量、または第１酸化物成分と第２酸化物成分との添加量が１質量％未満の場合には、絶縁基体１とフェライト層２との間における熱膨張係数の差が大きくなり、配線基板としたときのフェライト層２の透磁率が低下しやすく、また焼成後の配線基板の変形またはフェライト層２の配線基板からの剥離が発生しやすくなる。
【００３３】
また、非磁性フェライト組成の主成分に対して添加される第１酸化物成分の添加量、または第１酸化物成分と第２酸化物成分との添加量が３０質量％を超えると、非磁性フェライト組成の主成分に対して、ガラス成分として添加する第１酸化物成分および第２酸化物成分が、フェライト層２に拡散してしまうため、配線基板としたときにフェライト層２の透磁率が低下してしまいやすくなる。
【００３４】
第１酸化物成分と第２酸化物成分とは、非磁性フェライト組成の主成分の粒界にガラスとして残存したり、非磁性フェライト組成の主成分の結晶粒内に拡散したりして存在する。
【００３５】
フェライト層２は、配線導体３の上面および下面を覆うように、絶縁基体１の表面および内部の少なくとも一方に形成された配線導体３とともに形成されている。このフェライト層２には、ＺｎＦｅ２Ｏ４，ＭｎＦｅ２Ｏ４，ＦｅＦｅ２Ｏ４，ＣｏＦｅ２Ｏ４，ＮｉＦｅ２Ｏ４，ＢａＦｅ１２Ｏ４，ＳｒＦｅ１２Ｏ４およびＣｕＦｅ２Ｏ４のうちの少なくとも１種から成るフェライトを用いることが、より効果的にノイズ吸収が可能な十分に高い透磁率を得られる点で好ましい。
【００３６】
フェライト層２の形成は、まずフェライト粉末に適当な有機バインダ，可塑剤，有機溶剤等を混合してスラリーを得て、これからドクターブレード法，圧延法，カレンダーロール法等によってフェライト・グリーンシートを製作する。次に、このフェライト・グリーンシートを所定の配線導体３を覆う形状にカットし、非磁性フェライト・グリーンシート上の配線導体３が形成される位置に配線導体３の上面および下面を覆うようにして載置する。このとき、配線導体３から侵入するノイズを完全に吸収するためには、配線導体３の上面および下面をフェライト層２で完全に覆う必要がある。また、より完全なノイズ吸収のためには、配線導体３の側面もフェライト層２で覆っておくことが好ましい。よって、そのような配線導体３およびフェライト層２を形成するためには、所定の非磁性フェライト・グリーンシートの表面に、下面のフェライト層２となるフェライト・グリーンシート，配線導体３となる導体ペーストのパターン，上面のフェライト層２となるフェライト・グリーンシートの順番に各層を形成して配置し、その際に上下のフェライト・グリーンシートで導体ペーストのパターンの側面も覆うようにするとよい。
【００３７】
フェライト層２となるフェライト・グリーンシートを形成するのに用いるフェライト粉末は、仮焼済みのフェライト粉末で、粒径が均一で球形状に近い粒が望ましい。これは、均一な焼結状態を得ることができるからであり、例えばフェライト粉末で部分的に小さい粒径が存在した場合は、その部分のみ結晶粒の成長が低下してしまい、焼結後に得られるフェライト層２の透磁率が安定しにくい傾向がある。
【００３８】
また、フェライト層２を形成するには、フェライト粉末に、適当な有機バインダ，溶剤を混練して作製したフェライトペーストを、従来周知のスクリーン印刷法やグラビア印刷法等により非磁性フェライト・グリーンシート表面に塗布し、これを非磁性フェライト・グリーンシートと同時に焼成して形成してもよい。
【００３９】
配線導体３は、その一部がフェライト層２に上下面を覆われて絶縁基体１の内部および表面の少なくとも一方に形成されており、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ａｇ合金等の金属粉末に、適当な有機バインダ，溶剤を混練して作製した導体ペーストを、スクリーン印刷法やグラビア印刷法等により非磁性フェライト・グリーンシート表面に塗布し、これを非磁性フェライト・グリーンシートと同時に焼成して形成される。
【００４０】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明の配線基板を詳細に説明する。
【００４１】
＜実施例１＞
本実施例では、図２に断面図で示すような、外径２０ｍｍ，内径５ｍｍのリング形状の評価用試験片を作製し、透磁率を測定した。なお、図２において、図１と同様の箇所には同じ符号を付してあり、１は非磁性フェライトの焼結体から成る絶縁基体、２はフェライト層、３は配線導体である。透磁率の測定はヒューレットパッカード社製のインピーダンスアナライザーＨＰ−４２９１Ａを用い、高周波電流電圧法にて測定した。
【００４２】
まず、非磁性フェライト組成の主成分として、Ｆｅ２Ｏ３粉末４９質量％，ＣｕＯ粉末８質量％およびＺｎＯ粉末４３質量％を使用した。この非磁性フェライト組成の主成分１００質量％に、ＭｇＯ粉末０．８質量％，ＢａＯ粉末１質量％，ＳｉＯ２粉末０．８５質量％およびＢ２Ｏ３粉末０．３質量％から成る第１酸化物成分を添加するとともに、ＳｎＯ２粉末０．０５質量％およびＣａＯ粉末２質量％から成る第２酸化物成分を添加することにより、第１酸化物成分の添加量と第２酸化物成分の添加量との合計を５質量％とし、さらに有機バインダとしてアクリル樹脂１２質量％，フタル酸系可塑剤６質量％および溶剤としてトルエン３０質量％を加え、ボールミル法により混合しスラリーとした。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の非磁性フェライト・グリーンシートを成形した。
【００４３】
次にフェライト・グリーンシートとして平均粒径０．５〜１μｍのＺｎＦｅ２Ｏ４，ＭｎＦｅ２Ｏ４，ＦｅＦｅ２Ｏ４，ＮｉＦｅ２Ｏ４の結晶相から構成される透磁率２２．０、熱膨張係数１２×１０−６／℃の仮焼済みのフェライト粉末に、ブチラール樹脂１０質量％、高分子量のアルコールを希釈剤として添加し、ボールミル法により混合しスラリーとした。このスラリーを用いてドクターブレード法により厚さ８０μｍのフェライト・グリーンシートを成形した。
【００４４】
同様に、配線導体ペーストとしてＣｕ粉末（平均粒径１．０μｍ）１００質量％に対して非磁性フェライト・グリーンシートと同組成のガラス粉末２質量％、さらに所定量のエチルセルロース系樹脂とテルピネオールを加え、３本ロールにより適度な粘度になるように混合して、配線導体ペーストを作製した。
【００４５】
なお、非磁性フェライト・グリーンシートおよびフェライト・グリーンシートは、ともに透磁率の評価用試験片形状である外径２０ｍｍ，内径５ｍｍのリング形状に加工しておいた。
【００４６】
まず、非磁性フェライト・グリーンシート所定枚数を重ね合わせ、その上にフェライト・グリーンシートを重ね合わせた。さらに導体ペーストをフェライト・グリーンシート全面に塗布し乾燥を行なった。導体ペーストは２０μｍの厚みとした。その後、乾燥した導体ペースト上にフェライト・グリーンシート、非磁性フェライト・グリーンシート所定枚数、の順に重ね合わせて非磁性フェライト・グリーンシート積層体を得て、温度５５℃，圧力２０ＭＰａで圧着して積層体を得た。
【００４７】
得られた積層体をアルミナセッターに載置し、その上に重しを載せて約０．５ＭＰａの荷重をかけつつ大気中にて５００℃で２時間加熱して有機成分を除去した後、窒素雰囲気中にて９００℃で１時間焼成した。
【００４８】
得られた非磁性フェライト基板の積層面内での収縮は０．５％以下であり、内層の全面にフェライト層２が形成されているものの、基板に反りや変形も認められなかった。
【００４９】
また、このようにして作製した絶縁基体１の熱膨張係数は１２×１０−６／℃であり、フェライト層２の熱膨張係数は１２×１０−６／℃であった。
【００５０】
このようにして作製した評価用試験片にて透磁率を測定し、また基板の反り、剥離および変形の評価（表１の外観の欄）を行なった。その結果を表１に示す。
【００５１】
【表１】
【００５２】
表１の結果より、ＺｎＦｅ２Ｏ４，ＭｎＦｅ２Ｏ４，ＦｅＦｅ２Ｏ４，ＮｉＦｅ２Ｏ４の結晶相から構成される透磁率２２．０のフェライトに対し、実施例１の場合は透磁率が２１．４であり、透磁率の低下がほとんどなく、外観においても基板の反り，剥離および変形がないことが分かった（表１中の外観の欄に○で示す）。
【００５３】
なお、表１においては、測定された透磁率と外観の結果とを、測定サンプルそれぞれについて記載している。また、後述の比較例のサンプルの測定結果も記載している。
【００５４】
＜実施例２＞
非磁性フェライト・グリーンシートの材料として、第１酸化物成分の添加量をＭｇＯ粉末０．２３質量％，ＢａＯ粉末０．２７質量％，ＳｉＯ２粉末０．２質量％およびＢ２Ｏ３粉末０．０８質量％とし、第２酸化物成分の添加量をＳｎＯ２粉末０．０１質量％およびＣａＯ粉末０．２１質量％とすることにより、第１酸化物成分の添加量と第２酸化物成分の添加量との合計を１質量％とした以外は、実施例１と同様にして評価用試験片を作製した。
【００５５】
このようにして作製した実施例２の評価用試験片の透磁率を測定し、また外観の評価を行なった。その測定結果も表１に記載した。
【００５６】
表１の結果より、第１酸化物成分の添加量と第２酸化物成分の添加量との合計を１質量％とした実施例２の場合は、透磁率が２１．２であり、透磁率の低下がほとんどなく、外観においても基板の反り、剥離および変形がないことが分かった（表１中の外観の欄に○で示す）。
【００５７】
＜実施例３＞
非磁性フェライト・グリーンシートの材料として、第１酸化物成分の添加量をＭｇＯ粉末７．９６質量％，ＢａＯ粉末９．４質量％，ＳｉＯ２粉末７．０９質量％およびＢ２Ｏ３粉末２．７６質量％とし、第２酸化物成分の添加量をＳｎＯ２粉末０．７９質量％およびＣａＯ粉末２質量％とすることにより、第１酸化物成分の添加量と第２酸化物成分の添加量との合計を３０質量％とした以外は、実施例１と同様にして評価用試験片を作製した。
【００５８】
このようにして作製した実施例３の評価用試験片の透磁率を測定し、また外観の評価を行なった。その測定結果も表１に記載した。
【００５９】
表１の結果より、第１酸化物成分の添加量と第２酸化物成分の添加量との合計を３０質量％とした実施例３の場合は、透磁率が２１．３であり、透磁率の低下がほとんどなく、外観においても基板の反り，剥離および変形がないことが分かった（表１中の外観の欄に○で示す）。
【００６０】
＜比較例１＞
絶縁基体１の材料として非磁性フェライト・グリーンシートの代わりにガラスセラミック・グリーンシートを用いた以外は実施例１と同様にして評価用試験片を作製した。
【００６１】
ガラスセラミック・グリーンシートのガラスセラミックス成分として、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＭｇＯ−Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ系ガラス粉末６０質量％，ＣａＺｒＯ３粉末２０質量％，ＳｒＴｉＯ３粉末１７質量％およびＡｌ２Ｏ３粉末３質量％を使用した。このガラスセラミック成分１００質量％に有機バインダとしてアクリル樹脂１２質量％，フタル酸系可塑剤６質量％および溶剤としてトルエン３０質量％を加え、ボールミル法により混合しスラリーとした。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のガラスセラミック・グリーンシートを成形した。
【００６２】
このようにして作製した比較例１の評価用試験片の透磁率を測定し、また外観の評価を行なった。その測定結果を表２に記載した。
【００６３】
【表２】
【００６４】
表２の結果より、絶縁基体１の材料として非磁性フェライト・グリーンシートの代わりにガラスセラミック・グリーンシートを用いた場合は、透磁率が１５．５であり、透磁率が大きく低下していることが分かった。これは、絶縁基体とフェライト層２との熱膨張差によるフェライトの内部応力を緩和できず、フェライト層２に磁歪が発生したためである。また、外観においては、基板の反り，剥離および変形が発生した（表２中の外観の欄に×で示す）。これは、純粋なフェライト層は固相焼結にて焼結し、ガラスセラミックスは液相焼結にて焼結することから、焼成収縮挙動が異なり、焼成後のガラスセラミック基板の変形、またはフェライト層のガラスセラミック基板からの剥離が発生したためである。
【００６５】
なお、本発明は上述の実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能である。例えば、上述の実施の形態の例では配線導体４にＣｕを用いたが、配線導体４にＡｇ，Ａｕ，Ａｇ−Ｐｄ合金等を用いてもよい。
【００６６】
【発明の効果】
本発明の配線基板によれば、非磁性フェライトの焼結体から成る絶縁基体の内部および表面の少なくとも一方に、配線導体と、この配線導体の上面および下面を覆うフェライトの焼結体からなるフェライト層とが、絶縁基体との同時焼成で形成されていることから、フェライト層の透磁率の低下を抑えることができ、安定した透磁率を再現性良く得ることができる。また、非磁性フェライトの焼結体から成る絶縁基体および配線導体と同時焼成によって形成されることから、絶縁基体および配線導体との十分な密着性を得ることができる。さらに、このフェライト層で配線導体の上下面を覆うことによってフェライト層によるノイズ吸収を効率良く安定して機能させることができるので、配線導体を通過するノイズが半導体素子等の電子部品へ侵入するのを効果的に防止することが可能となる。
【００６７】
また、本発明の配線基板によれば、フェライトが、ＺｎＦｅ２Ｏ４，ＭｎＦｅ２Ｏ４，ＦｅＦｅ２Ｏ４，ＣｏＦｅ２Ｏ４，ＮｉＦｅ２Ｏ４，ＢａＦｅ１２Ｏ４，ＳｒＦｅ１２Ｏ４およびＣｕＦｅ２Ｏ４のうちの少なくとも１種から成る場合には、これらのフェライトの結晶相は高い透磁率を発現することから、これらのフェライトから成るフェライト層によってより効果的にノイズ吸収が可能な十分に高い透磁率を得ることができる。
【００６８】
また、本発明の配線基板によれば、非磁性フェライトが、Ｆｅ２Ｏ３とＣｕＯおよびＺｎＯの少なくとも１種とから成る非磁性フェライト組成の主成分１００質量％に対して、ＭｇＯ，ＢａＯ，ＳｉＯ２およびＢ２Ｏ３から成る第１酸化物成分が、またはこの第１酸化物成分とＳｎＯ２およびＣａＯの少なくとも１種から成る第２酸化物成分とが、１〜３０質量％の範囲の量で添加されて成る場合には、フェライト層と絶縁基体との間において熱膨張係数の差を小さくすることができ、ＺｎＦｅ２Ｏ４，ＭｎＦｅ２Ｏ４，ＦｅＦｅ２Ｏ４，ＣｏＦｅ２Ｏ４，ＮｉＦｅ２Ｏ４，ＢａＦｅ１２Ｏ４，ＳｒＦｅ１２Ｏ４およびＣｕＦｅ２Ｏ４のうちの少なくとも１種を含むフェライト層の変形を防止することができ、焼成時に非磁性フェライト・グリーンシート積層体を変形させることなく、非磁性フェライトの焼結体から成る絶縁基体と配線導体とフェライト層とを同時焼成して本発明の配線基板を得ることができる。これにより、配線基板としたときのフェライト層の透磁率の低下を抑えることができ、またフェライト層と絶縁基体との間において焼成収縮挙動を近づけることができ、焼成後の配線基板の変形、またはフェライト層の配線基板からの剥離を有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の配線基板の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の実施例の透磁率測定に用いた評価用試験片を示す断面図である。
【符号の説明】
１：絶縁基体
２：フェライト層
３：配線導体
【発明の属する技術分野】
本発明は非磁性フェライトから成る絶縁基体の内部および表面の少なくとも一方に同時焼成による配線導体およびこの配線導体を覆うノイズ吸収のためのフェライト層を備える配線基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報処理装置は高性能化が急激に進展し、これに伴って情報処理装置に搭載実装される半導体装置や混成集積回路装置も高速駆動が行なわれ、ノイズの影響を極めて受けやすいものになってきた。そのため外部電気回路から高周波のノイズが入り込んだ場合、そのノイズはそのまま配線導体を通して半導体素子等の電子部品に入り込み、誤動作させてしまう危険がある。従って、そのような誤動作を防ぐためノイズ対策が必要とされる。
【０００３】
従来の配線基板におけるノイズ対策としては、ノイズを吸収するフェライトビーズを配線基板の表面に実装する方法や、フェライト基板を配線基板の裏面に接合する方法が古くから行なわれてきた。
【０００４】
しかしながら、この方法では小型化および実装の簡略化が困難であった。そこで、近年では配線基板そのものにノイズを吸収させることによる表面実装工程の簡略化および配線基板の小型化が図られている。
【０００５】
その方法の一つとして、配線基板の内部にフェライト層を形成する方法が挙げられる。例えば絶縁基体そのものにフェライト粉末を混入させる方法や、絶縁基体の一部にフェライトを含む補助膜を形成する方法がある。これらの方法では配線基板の内部にフェライト層を形成するために、フェライト層と絶縁基体のセラミックスとを同時焼成している。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−７７０２２号公報
【特許文献２】
特開平７−１９３３６９号公報
【特許文献３】
特開平１１−１６３１８９号公報
【特許文献４】
特開２０００−２５２３８５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の方法では、フェライト層と絶縁基体の主成分であるガラスセラミックスとを同時焼成により密着させるために、またそれぞれの焼成収縮率を合わせるために、フェライト層にガラス粉末またはガラスセラミック粉末を添加しなければならなかった。これは、純粋なフェライト層をガラスセラミックスと同時焼成すると、フェライト層とガラスセラミックスとの充分な密着力が得られず、さらに、焼成時のフェライト層の収縮率とガラスセラミックスの収縮率とが異なると、焼成後にガラスセラミック基板が変形する、またはフェライト層がガラスセラミック基板から剥離するというような不具合が発生するからである。
【０００８】
しかしながら、フェライト層に添加されるガラス粉末やガラスセラミック粉末は非磁性体であるため、これらはフェライト層中に非磁性の空間を形成することとなり、フェライト層中のフェライトの密度が低下してしまうという問題点があった。
【０００９】
また、純粋なフェライト層は固相焼結にて焼結し、ガラスセラミックスは液相焼結にて焼結することから、焼成収縮挙動が異なり、焼成後にガラスセラミック基板が変形する、またはフェライト層がガラスセラミック基板から剥離するという問題点があった。
【００１０】
さらに、フェライト層と絶縁基体のガラスセラミックスとの同時焼成では、フェライト層の熱膨張係数とガラスセラミックスの熱膨張係数とが異なるため、同時焼成過程においてフェライト層に応力がかかることにより磁歪が発生し、フェライト層の透磁率が急激に低下するという問題点があった。
【００１１】
一般的に、フェライト等の磁性体のノイズ吸収力は透磁率（μ）を指標として表される。透磁率が高ければ、磁性体のノイズ吸収力が高くなる。ただし、透磁率は磁性体中に非磁性部分が存在すると、その非磁性部分の体積の３乗に比例して低下する。よって、前述のようにフェライト層にガラス粉末やガラスセラミック粉末を添加すると、フェライト層の透磁率が急激に低下するという問題点があった。
【００１２】
そして、透磁率が低下するとノイズを充分に吸収できなくなり、その結果、外部電気回路から高周波のノイズが入り込んだ場合に、そのノイズが完全に吸収されず配線導体を通して半導体素子等の電子部品に入り込み、誤動作させてしまうという問題点があった。
【００１３】
しかし、ノイズを充分に吸収するためにフェライト層を多量に形成すると、焼成後のフェライト層が剥離しやすくなるという問題点があった。これは、焼成時の収縮および熱膨張係数がフェライト層とガラスセラミックスとで異なるためであり、フェライト層が多量に形成されれば剥離の発生は顕著になる。また、フェライト層が増加すると相対的にガラスセラミックスが少なくなり、絶縁基体全体としての誘電率や絶縁特性がガラスセラミック基板本来のものと異なってくるという問題点があった。
【００１４】
以上のような理由から、絶縁基体の内部のフェライト層は微小体積または低密度のものしか形成できず、また同じように作製したガラスセラミック基板間でのノイズ吸収効果のばらつきもあり、フェライト層を用いて十分なノイズ吸収特性を持った配線基板を得ることが困難であるという問題点があった。
【００１５】
本発明は以上のような従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、透磁率の高いフェライト層を備えており、そのノイズ吸収特性が高くかつ安定している配線基板を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の配線基板は、非磁性フェライトの焼結体から成る絶縁基体の内部および表面の少なくとも一方に、配線導体と、この配線導体の上面および下面を覆うフェライトの焼結体から成るフェライト層とが、前記絶縁基体との同時焼成で形成されていることを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明の配線基板は、上記構成において、前記フェライトが、ＺｎＦｅ２Ｏ４，ＭｎＦｅ２Ｏ４，ＦｅＦｅ２Ｏ４，ＣｏＦｅ２Ｏ４，ＮｉＦｅ２Ｏ４，ＢａＦｅ１２Ｏ４，ＳｒＦｅ１２Ｏ４およびＣｕＦｅ２Ｏ４のうちの少なくとも１種から成ることを特徴とするものである。
【００１８】
さらに、本発明の配線基板は、上記構成において、前記非磁性フェライトが、Ｆｅ２Ｏ３とＣｕＯおよびＺｎＯの少なくとも１種とから成る非磁性フェライト組成の主成分１００質量％に対して、ＭｇＯ，ＢａＯ，ＳｉＯ２およびＢ２Ｏ３から成る第１酸化物成分が、またはこの第１酸化物成分とＳｎＯ２およびＣａＯの少なくとも１種から成る第２酸化物成分とが、１〜３０質量％の範囲の量で添加されて成ることを特徴とするものである。
【００１９】
本発明の配線基板によれば、非磁性フェライトの焼結体から成る絶縁基体の内部および表面の少なくとも一方に、配線導体と、この配線導体の上面および下面を覆うフェライトの焼結体から成るフェライト層とが、絶縁基体との同時焼成により形成されていることから、フェライト層の透磁率の低下を抑えることができる。また、非磁性フェライトの焼結体から成る絶縁基体および配線導体と同時焼成によって形成されることから、絶縁基体および配線導体との十分な密着性を得ることができる。さらに、このフェライト層が配線導体の上下面を覆うことによってフェライト層によるノイズ吸収を効率良く安定して機能させることができるので、配線導体を通過するノイズが半導体素子等の電子部品へ侵入するのを効果的に防止することが可能となる。
【００２０】
また、本発明の配線基板によれば、フェライトが、ＺｎＦｅ２Ｏ４，ＭｎＦｅ２Ｏ４，ＦｅＦｅ２Ｏ４，ＣｏＦｅ２Ｏ４，ＮｉＦｅ２Ｏ４，ＢａＦｅ１２Ｏ４，ＳｒＦｅ１２Ｏ４およびＣｕＦｅ２Ｏ４のうちの少なくとも１種から成る場合には、これらのフェライトの結晶相は高い透磁率を発現することから、これらのフェライトから成るフェライト層によって、より効果的にノイズ吸収が可能な十分に高い透磁率を得ることができる。
【００２１】
さらに、本発明の配線基板によれば、非磁性フェライトが、Ｆｅ２Ｏ３とＣｕＯおよびＺｎＯの少なくとも１種とから成る非磁性フェライト組成の主成分１００質量％に対して、ＭｇＯ，ＢａＯ，ＳｉＯ２およびＢ２Ｏ３から成る第１酸化物成分が、またはこの第１酸化物成分とＳｎＯ２およびＣａＯの少なくとも１種から成る第２酸化物成分とが、１〜３０質量％の範囲の量で添加されて成る場合には、フェライト層と絶縁基体との間において熱膨張係数の差を小さくすることができ、これにより配線基板としたときのフェライト層の透磁率の低下を抑えることができ、またフェライト層と絶縁基体との間において焼成収縮挙動を近づけることができ、焼成後の配線基板の変形、またはフェライト層の配線基板からの剥離を有効に防止することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の配線基板を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００２３】
図１は本発明の配線基板の実施の形態の一例を示す断面図であり、１は非磁性フェライトの焼結体から成る絶縁基体、２はフェライト層、３は配線導体である。
【００２４】
絶縁基体１は、例えば複数の非磁性フェライト層が積層されて構成されており、その内部および表面の少なくとも一方に、配線導体３と、その上面および下面を覆うフェライト層２とが、絶縁基体１との同時焼成で形成されている。
【００２５】
非磁性フェライトの焼結体から成る絶縁基体１は、まず、非磁性フェライト組成の主成分および第１酸化物成分、または非磁性フェライト組成の主成分ならび第１酸化物成分および第２酸化物成分、さらに有機バインダ，可塑剤，有機溶剤等を混合してスラリーを得て、これからドクターブレード法，圧延法，カレンダーロール法等によって非磁性フェライト・グリーンシートを製作し、この非磁性フェライト・グリーンシートを複数積層した後、大気中または加湿窒素雰囲気中にて、８００〜１１００℃の温度で焼成して作製される。
【００２６】
非磁性フェライト組成の主成分としては、Ｆｅ２Ｏ３とＣｕＯおよびＺｎＯの少なくとも１種との粉体を用い、これらを湿式混合し、次いで仮焼し、顆粒としてこれを粉砕した後、原料粉末とした。
【００２７】
また、第１酸化物成分としては、ＭｇＯ，ＢａＯ，ＳｉＯ２およびＢ２Ｏ３の粉体を用いる。これらのＭｇＯ，ＢａＯ，ＳｉＯ２およびＢ２Ｏ３から成る第１酸化物成分は、ガラス成分として、非磁性フェライトの熱膨張係数を制御するために加えられる。
【００２８】
また、第２酸化物成分としては、ＳｎＯ２およびＣａＯの少なくとも１種の粉体を用いる。ＳｎＯ２は、主にこのような組成物が、この配線基板を用いる装置の一部を蝕壊することを防止するために加えるものであるが、必要に応じて添加を省略してもよい。ＣａＯは、主に熱膨張係数を高くするために添加するものであり、通常は添加をした方が好ましいが、非磁性フェライトから成る絶縁基体１とフェライト層２との熱膨張係数が同等の場合は、必要に応じて添加を省略してもよい。
【００２９】
非磁性フェライト組成の主成分としてのＦｅ２Ｏ３は、好ましくは４６〜５０質量％であり、ＣｕＯは、好ましくは２〜２０質量％であり、ＺｎＯは、好ましくは３３〜５２質量％の範囲である。
【００３０】
非磁性フェライト組成の主成分に添加される第１酸化物成分、および第２酸化物成分のそれぞれの好ましい添加量は、ＭｇＯは０．２５〜８質量％、ＢａＯは０．４〜９質量％、ＳｉＯ２は０．２５〜７質量％、Ｂ２Ｏ３は０．１〜３質量％、ＳｎＯ２は０〜０．７質量％、ＣａＯは０〜８質量％で、その総計は１〜３０質量％である。
【００３１】
非磁性フェライト組成の主成分に対して添加される第１酸化物成分と第２酸化物成分との添加量が１〜３０質量％の場合には、非磁性フェライトの焼結体から成る絶縁基体１とフェライト層２との熱膨張係数の差が３×１０−６／℃以下となり、絶縁基体１およびフェライト層２との熱膨張係数差が好適に小さいことから、同時焼成過程においてフェライト層２にかかる応力が小さくなり、磁歪の発生が防止され、フェライト層２の透磁率低下を十分に抑えることができる。また、非磁性フェライトの焼結体から成る絶縁基体１とフェライト層２とは、ともに固相焼結にて焼結することから、焼成収縮挙動を近づけることができ、焼成後の配線基板の変形、またはフェライト層２の配線基板からの剥離が防止される。
【００３２】
非磁性フェライト組成の主成分に対して添加される第１酸化物成分の添加量、または第１酸化物成分と第２酸化物成分との添加量が１質量％未満の場合には、絶縁基体１とフェライト層２との間における熱膨張係数の差が大きくなり、配線基板としたときのフェライト層２の透磁率が低下しやすく、また焼成後の配線基板の変形またはフェライト層２の配線基板からの剥離が発生しやすくなる。
【００３３】
また、非磁性フェライト組成の主成分に対して添加される第１酸化物成分の添加量、または第１酸化物成分と第２酸化物成分との添加量が３０質量％を超えると、非磁性フェライト組成の主成分に対して、ガラス成分として添加する第１酸化物成分および第２酸化物成分が、フェライト層２に拡散してしまうため、配線基板としたときにフェライト層２の透磁率が低下してしまいやすくなる。
【００３４】
第１酸化物成分と第２酸化物成分とは、非磁性フェライト組成の主成分の粒界にガラスとして残存したり、非磁性フェライト組成の主成分の結晶粒内に拡散したりして存在する。
【００３５】
フェライト層２は、配線導体３の上面および下面を覆うように、絶縁基体１の表面および内部の少なくとも一方に形成された配線導体３とともに形成されている。このフェライト層２には、ＺｎＦｅ２Ｏ４，ＭｎＦｅ２Ｏ４，ＦｅＦｅ２Ｏ４，ＣｏＦｅ２Ｏ４，ＮｉＦｅ２Ｏ４，ＢａＦｅ１２Ｏ４，ＳｒＦｅ１２Ｏ４およびＣｕＦｅ２Ｏ４のうちの少なくとも１種から成るフェライトを用いることが、より効果的にノイズ吸収が可能な十分に高い透磁率を得られる点で好ましい。
【００３６】
フェライト層２の形成は、まずフェライト粉末に適当な有機バインダ，可塑剤，有機溶剤等を混合してスラリーを得て、これからドクターブレード法，圧延法，カレンダーロール法等によってフェライト・グリーンシートを製作する。次に、このフェライト・グリーンシートを所定の配線導体３を覆う形状にカットし、非磁性フェライト・グリーンシート上の配線導体３が形成される位置に配線導体３の上面および下面を覆うようにして載置する。このとき、配線導体３から侵入するノイズを完全に吸収するためには、配線導体３の上面および下面をフェライト層２で完全に覆う必要がある。また、より完全なノイズ吸収のためには、配線導体３の側面もフェライト層２で覆っておくことが好ましい。よって、そのような配線導体３およびフェライト層２を形成するためには、所定の非磁性フェライト・グリーンシートの表面に、下面のフェライト層２となるフェライト・グリーンシート，配線導体３となる導体ペーストのパターン，上面のフェライト層２となるフェライト・グリーンシートの順番に各層を形成して配置し、その際に上下のフェライト・グリーンシートで導体ペーストのパターンの側面も覆うようにするとよい。
【００３７】
フェライト層２となるフェライト・グリーンシートを形成するのに用いるフェライト粉末は、仮焼済みのフェライト粉末で、粒径が均一で球形状に近い粒が望ましい。これは、均一な焼結状態を得ることができるからであり、例えばフェライト粉末で部分的に小さい粒径が存在した場合は、その部分のみ結晶粒の成長が低下してしまい、焼結後に得られるフェライト層２の透磁率が安定しにくい傾向がある。
【００３８】
また、フェライト層２を形成するには、フェライト粉末に、適当な有機バインダ，溶剤を混練して作製したフェライトペーストを、従来周知のスクリーン印刷法やグラビア印刷法等により非磁性フェライト・グリーンシート表面に塗布し、これを非磁性フェライト・グリーンシートと同時に焼成して形成してもよい。
【００３９】
配線導体３は、その一部がフェライト層２に上下面を覆われて絶縁基体１の内部および表面の少なくとも一方に形成されており、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ａｇ合金等の金属粉末に、適当な有機バインダ，溶剤を混練して作製した導体ペーストを、スクリーン印刷法やグラビア印刷法等により非磁性フェライト・グリーンシート表面に塗布し、これを非磁性フェライト・グリーンシートと同時に焼成して形成される。
【００４０】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明の配線基板を詳細に説明する。
【００４１】
＜実施例１＞
本実施例では、図２に断面図で示すような、外径２０ｍｍ，内径５ｍｍのリング形状の評価用試験片を作製し、透磁率を測定した。なお、図２において、図１と同様の箇所には同じ符号を付してあり、１は非磁性フェライトの焼結体から成る絶縁基体、２はフェライト層、３は配線導体である。透磁率の測定はヒューレットパッカード社製のインピーダンスアナライザーＨＰ−４２９１Ａを用い、高周波電流電圧法にて測定した。
【００４２】
まず、非磁性フェライト組成の主成分として、Ｆｅ２Ｏ３粉末４９質量％，ＣｕＯ粉末８質量％およびＺｎＯ粉末４３質量％を使用した。この非磁性フェライト組成の主成分１００質量％に、ＭｇＯ粉末０．８質量％，ＢａＯ粉末１質量％，ＳｉＯ２粉末０．８５質量％およびＢ２Ｏ３粉末０．３質量％から成る第１酸化物成分を添加するとともに、ＳｎＯ２粉末０．０５質量％およびＣａＯ粉末２質量％から成る第２酸化物成分を添加することにより、第１酸化物成分の添加量と第２酸化物成分の添加量との合計を５質量％とし、さらに有機バインダとしてアクリル樹脂１２質量％，フタル酸系可塑剤６質量％および溶剤としてトルエン３０質量％を加え、ボールミル法により混合しスラリーとした。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の非磁性フェライト・グリーンシートを成形した。
【００４３】
次にフェライト・グリーンシートとして平均粒径０．５〜１μｍのＺｎＦｅ２Ｏ４，ＭｎＦｅ２Ｏ４，ＦｅＦｅ２Ｏ４，ＮｉＦｅ２Ｏ４の結晶相から構成される透磁率２２．０、熱膨張係数１２×１０−６／℃の仮焼済みのフェライト粉末に、ブチラール樹脂１０質量％、高分子量のアルコールを希釈剤として添加し、ボールミル法により混合しスラリーとした。このスラリーを用いてドクターブレード法により厚さ８０μｍのフェライト・グリーンシートを成形した。
【００４４】
同様に、配線導体ペーストとしてＣｕ粉末（平均粒径１．０μｍ）１００質量％に対して非磁性フェライト・グリーンシートと同組成のガラス粉末２質量％、さらに所定量のエチルセルロース系樹脂とテルピネオールを加え、３本ロールにより適度な粘度になるように混合して、配線導体ペーストを作製した。
【００４５】
なお、非磁性フェライト・グリーンシートおよびフェライト・グリーンシートは、ともに透磁率の評価用試験片形状である外径２０ｍｍ，内径５ｍｍのリング形状に加工しておいた。
【００４６】
まず、非磁性フェライト・グリーンシート所定枚数を重ね合わせ、その上にフェライト・グリーンシートを重ね合わせた。さらに導体ペーストをフェライト・グリーンシート全面に塗布し乾燥を行なった。導体ペーストは２０μｍの厚みとした。その後、乾燥した導体ペースト上にフェライト・グリーンシート、非磁性フェライト・グリーンシート所定枚数、の順に重ね合わせて非磁性フェライト・グリーンシート積層体を得て、温度５５℃，圧力２０ＭＰａで圧着して積層体を得た。
【００４７】
得られた積層体をアルミナセッターに載置し、その上に重しを載せて約０．５ＭＰａの荷重をかけつつ大気中にて５００℃で２時間加熱して有機成分を除去した後、窒素雰囲気中にて９００℃で１時間焼成した。
【００４８】
得られた非磁性フェライト基板の積層面内での収縮は０．５％以下であり、内層の全面にフェライト層２が形成されているものの、基板に反りや変形も認められなかった。
【００４９】
また、このようにして作製した絶縁基体１の熱膨張係数は１２×１０−６／℃であり、フェライト層２の熱膨張係数は１２×１０−６／℃であった。
【００５０】
このようにして作製した評価用試験片にて透磁率を測定し、また基板の反り、剥離および変形の評価（表１の外観の欄）を行なった。その結果を表１に示す。
【００５１】
【表１】
表１の結果より、ＺｎＦｅ２Ｏ４，ＭｎＦｅ２Ｏ４，ＦｅＦｅ２Ｏ４，ＮｉＦｅ２Ｏ４の結晶相から構成される透磁率２２．０のフェライトに対し、実施例１の場合は透磁率が２１．４であり、透磁率の低下がほとんどなく、外観においても基板の反り，剥離および変形がないことが分かった（表１中の外観の欄に○で示す）。
【００５３】
なお、表１においては、測定された透磁率と外観の結果とを、測定サンプルそれぞれについて記載している。また、後述の比較例のサンプルの測定結果も記載している。
【００５４】
＜実施例２＞
非磁性フェライト・グリーンシートの材料として、第１酸化物成分の添加量をＭｇＯ粉末０．２３質量％，ＢａＯ粉末０．２７質量％，ＳｉＯ２粉末０．２質量％およびＢ２Ｏ３粉末０．０８質量％とし、第２酸化物成分の添加量をＳｎＯ２粉末０．０１質量％およびＣａＯ粉末０．２１質量％とすることにより、第１酸化物成分の添加量と第２酸化物成分の添加量との合計を１質量％とした以外は、実施例１と同様にして評価用試験片を作製した。
【００５５】
このようにして作製した実施例２の評価用試験片の透磁率を測定し、また外観の評価を行なった。その測定結果も表１に記載した。
【００５６】
表１の結果より、第１酸化物成分の添加量と第２酸化物成分の添加量との合計を１質量％とした実施例２の場合は、透磁率が２１．２であり、透磁率の低下がほとんどなく、外観においても基板の反り、剥離および変形がないことが分かった（表１中の外観の欄に○で示す）。
【００５７】
＜実施例３＞
非磁性フェライト・グリーンシートの材料として、第１酸化物成分の添加量をＭｇＯ粉末７．９６質量％，ＢａＯ粉末９．４質量％，ＳｉＯ２粉末７．０９質量％およびＢ２Ｏ３粉末２．７６質量％とし、第２酸化物成分の添加量をＳｎＯ２粉末０．７９質量％およびＣａＯ粉末２質量％とすることにより、第１酸化物成分の添加量と第２酸化物成分の添加量との合計を３０質量％とした以外は、実施例１と同様にして評価用試験片を作製した。
【００５８】
このようにして作製した実施例３の評価用試験片の透磁率を測定し、また外観の評価を行なった。その測定結果も表１に記載した。
【００５９】
表１の結果より、第１酸化物成分の添加量と第２酸化物成分の添加量との合計を３０質量％とした実施例３の場合は、透磁率が２１．３であり、透磁率の低下がほとんどなく、外観においても基板の反り，剥離および変形がないことが分かった（表１中の外観の欄に○で示す）。
【００６０】
＜比較例１＞
絶縁基体１の材料として非磁性フェライト・グリーンシートの代わりにガラスセラミック・グリーンシートを用いた以外は実施例１と同様にして評価用試験片を作製した。
【００６１】
ガラスセラミック・グリーンシートのガラスセラミックス成分として、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＭｇＯ−Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ系ガラス粉末６０質量％，ＣａＺｒＯ３粉末２０質量％，ＳｒＴｉＯ３粉末１７質量％およびＡｌ２Ｏ３粉末３質量％を使用した。このガラスセラミック成分１００質量％に有機バインダとしてアクリル樹脂１２質量％，フタル酸系可塑剤６質量％および溶剤としてトルエン３０質量％を加え、ボールミル法により混合しスラリーとした。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のガラスセラミック・グリーンシートを成形した。
【００６２】
このようにして作製した比較例１の評価用試験片の透磁率を測定し、また外観の評価を行なった。その測定結果を表２に記載した。
【００６３】
【表２】
表２の結果より、絶縁基体１の材料として非磁性フェライト・グリーンシートの代わりにガラスセラミック・グリーンシートを用いた場合は、透磁率が１５．５であり、透磁率が大きく低下していることが分かった。これは、絶縁基体とフェライト層２との熱膨張差によるフェライトの内部応力を緩和できず、フェライト層２に磁歪が発生したためである。また、外観においては、基板の反り，剥離および変形が発生した（表２中の外観の欄に×で示す）。これは、純粋なフェライト層は固相焼結にて焼結し、ガラスセラミックスは液相焼結にて焼結することから、焼成収縮挙動が異なり、焼成後のガラスセラミック基板の変形、またはフェライト層のガラスセラミック基板からの剥離が発生したためである。
【００６５】
なお、本発明は上述の実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能である。例えば、上述の実施の形態の例では配線導体４にＣｕを用いたが、配線導体４にＡｇ，Ａｕ，Ａｇ−Ｐｄ合金等を用いてもよい。
【００６６】
【発明の効果】
本発明の配線基板によれば、非磁性フェライトの焼結体から成る絶縁基体の内部および表面の少なくとも一方に、配線導体と、この配線導体の上面および下面を覆うフェライトの焼結体からなるフェライト層とが、絶縁基体との同時焼成で形成されていることから、フェライト層の透磁率の低下を抑えることができ、安定した透磁率を再現性良く得ることができる。また、非磁性フェライトの焼結体から成る絶縁基体および配線導体と同時焼成によって形成されることから、絶縁基体および配線導体との十分な密着性を得ることができる。さらに、このフェライト層で配線導体の上下面を覆うことによってフェライト層によるノイズ吸収を効率良く安定して機能させることができるので、配線導体を通過するノイズが半導体素子等の電子部品へ侵入するのを効果的に防止することが可能となる。
【００６７】
また、本発明の配線基板によれば、フェライトが、ＺｎＦｅ２Ｏ４，ＭｎＦｅ２Ｏ４，ＦｅＦｅ２Ｏ４，ＣｏＦｅ２Ｏ４，ＮｉＦｅ２Ｏ４，ＢａＦｅ１２Ｏ４，ＳｒＦｅ１２Ｏ４およびＣｕＦｅ２Ｏ４のうちの少なくとも１種から成る場合には、これらのフェライトの結晶相は高い透磁率を発現することから、これらのフェライトから成るフェライト層によってより効果的にノイズ吸収が可能な十分に高い透磁率を得ることができる。
【００６８】
また、本発明の配線基板によれば、非磁性フェライトが、Ｆｅ２Ｏ３とＣｕＯおよびＺｎＯの少なくとも１種とから成る非磁性フェライト組成の主成分１００質量％に対して、ＭｇＯ，ＢａＯ，ＳｉＯ２およびＢ２Ｏ３から成る第１酸化物成分が、またはこの第１酸化物成分とＳｎＯ２およびＣａＯの少なくとも１種から成る第２酸化物成分とが、１〜３０質量％の範囲の量で添加されて成る場合には、フェライト層と絶縁基体との間において熱膨張係数の差を小さくすることができ、ＺｎＦｅ２Ｏ４，ＭｎＦｅ２Ｏ４，ＦｅＦｅ２Ｏ４，ＣｏＦｅ２Ｏ４，ＮｉＦｅ２Ｏ４，ＢａＦｅ１２Ｏ４，ＳｒＦｅ１２Ｏ４およびＣｕＦｅ２Ｏ４のうちの少なくとも１種を含むフェライト層の変形を防止することができ、焼成時に非磁性フェライト・グリーンシート積層体を変形させることなく、非磁性フェライトの焼結体から成る絶縁基体と配線導体とフェライト層とを同時焼成して本発明の配線基板を得ることができる。これにより、配線基板としたときのフェライト層の透磁率の低下を抑えることができ、またフェライト層と絶縁基体との間において焼成収縮挙動を近づけることができ、焼成後の配線基板の変形、またはフェライト層の配線基板からの剥離を有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の配線基板の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の実施例の透磁率測定に用いた評価用試験片を示す断面図である。
【符号の説明】
１：絶縁基体
２：フェライト層
３：配線導体
Claims (3)
- 非磁性フェライトの焼結体から成る絶縁基体の内部および表面の少なくとも一方に、配線導体と、該配線導体の上面および下面を覆うフェライトの焼結体から成るフェライト層とが、前記絶縁基体との同時焼成で形成されていることを特徴とする配線基板。
- 前記フェライトが、ＺｎＦｅ２Ｏ４，ＭｎＦｅ２Ｏ４，ＦｅＦｅ２Ｏ４，ＣｏＦｅ２Ｏ４，ＮｉＦｅ２Ｏ４，ＢａＦｅ１２Ｏ４，ＳｒＦｅ１２Ｏ４およびＣｕＦｅ２Ｏ４のうちの少なくとも１種から成ることを特徴とする請求項１記載の配線基板。
- 前記非磁性フェライトが、Ｆｅ２Ｏ３とＣｕＯおよびＺｎＯの少なくとも１種とから成る非磁性フェライト組成の主成分１００質量％に対して、ＭｇＯ，ＢａＯ，ＳｉＯ２およびＢ２Ｏ３から成る第１酸化物成分が、または該第１酸化物成分とＳｎＯ２およびＣａＯの少なくとも１種から成る第２酸化物成分とが、１〜３０質量％の範囲の量で添加されて成ることを特徴とする請求項１記載の配線基板。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5686225B2 (ja) * | 2012-07-31 | 2015-03-18 | 株式会社村田製作所 | 積層基板 |
| JPWO2013031842A1 (ja) * | 2011-09-02 | 2015-03-23 | 株式会社村田製作所 | セラミック電子部品、及びセラミック電子部品の製造方法 |
| JPWO2014092114A1 (ja) * | 2012-12-14 | 2017-01-12 | 株式会社村田製作所 | 積層コイル部品 |
-
2002
- 2002-11-27 JP JP2002343335A patent/JP2004179360A/ja not_active Withdrawn
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