JP3082478B2 - 多層基板用磁器組成物 - Google Patents
多層基板用磁器組成物Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は多層基板用磁器組成物に
関する。具体的にいうと、多層回路基板用セラミック素
材として用いられる多層基板用磁器組成物に関する。
関する。具体的にいうと、多層回路基板用セラミック素
材として用いられる多層基板用磁器組成物に関する。
【０００２】
【背景技術とその問題点】一般に電子機器の小型化に伴
い、電子回路を構成する各種電子部品を高密度で実装す
るために磁器基板が汎用されている。最近では、実装密
度をさらに高めるために、表面に導電材料のペーストで
回路パターンを形成した未完成の磁器シートを複数枚積
層し、これを焼結して一体化した多層（回路）基板が開
発されている。
い、電子回路を構成する各種電子部品を高密度で実装す
るために磁器基板が汎用されている。最近では、実装密
度をさらに高めるために、表面に導電材料のペーストで
回路パターンを形成した未完成の磁器シートを複数枚積
層し、これを焼結して一体化した多層（回路）基板が開
発されている。
【０００３】従来、このような多層基板の材料として
は、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）が用いられていたが、アルミ
ナ多層基板では、以下のような問題があった。 アルミナの焼結温度が１５００〜１６００℃と高温
であるため、焼結時に多量のエネルギーが必要となり、
コスト高となる。 アルミナの焼結温度が高いため、多層基板内部の回
路パターンを形成するための導電材料には高温の焼結温
度に耐え得るタングステンやモリブデン等の高融点金属
を使用しなければならず、これらの金属はＡｇ等に比べ
て比抵抗が大きいために回路パターンの電気抵抗が大き
くなる。 アルミナの熱膨張係数は多層基板に搭載されるシリ
コンチップ等のＩＣチップよりも大きいため、環境温度
によってはアルミナ多層基板とシリコンチップ等の間に
サーマルストレスが発生し、ＩＣチップにクラックが生
じる。 アルミナは誘電率が大きいため、内部回路パターン
を伝播する信号の遅延時間が大きくなる。
は、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）が用いられていたが、アルミ
ナ多層基板では、以下のような問題があった。 アルミナの焼結温度が１５００〜１６００℃と高温
であるため、焼結時に多量のエネルギーが必要となり、
コスト高となる。 アルミナの焼結温度が高いため、多層基板内部の回
路パターンを形成するための導電材料には高温の焼結温
度に耐え得るタングステンやモリブデン等の高融点金属
を使用しなければならず、これらの金属はＡｇ等に比べ
て比抵抗が大きいために回路パターンの電気抵抗が大き
くなる。 アルミナの熱膨張係数は多層基板に搭載されるシリ
コンチップ等のＩＣチップよりも大きいため、環境温度
によってはアルミナ多層基板とシリコンチップ等の間に
サーマルストレスが発生し、ＩＣチップにクラックが生
じる。 アルミナは誘電率が大きいため、内部回路パターン
を伝播する信号の遅延時間が大きくなる。
【０００４】これらのアルミナ多層基板の抱えている問
題を解決するため、焼結温度が低く、熱膨張係数及び誘
電率が小さく、しかも比抵抗が大きな多層基板用磁器組
成物として、コージェライト−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系セラ
ミック材料が提供されている（特開平１−２３０４６２
号公報）。
題を解決するため、焼結温度が低く、熱膨張係数及び誘
電率が小さく、しかも比抵抗が大きな多層基板用磁器組
成物として、コージェライト−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系セラ
ミック材料が提供されている（特開平１−２３０４６２
号公報）。
【０００５】一方、数十ＭＨｚ〜マイクロ波帯を使用し
たＬＳＩ搭載用のＬＣＲ回路内蔵型多層基板（回路パタ
ーンによってインダクタやキャパシタ、抵抗を形成した
多層基板）の必要性が強まっている。この多層基板の特
性としては、前記コージェライト−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系
セラミック材料の特性に加え、内部回路パターンによっ
て形成されているキャパシタの静電容量の温度変化率が
低く、例えば±３０ppm／℃以下であることが必要とさ
れる。
たＬＳＩ搭載用のＬＣＲ回路内蔵型多層基板（回路パタ
ーンによってインダクタやキャパシタ、抵抗を形成した
多層基板）の必要性が強まっている。この多層基板の特
性としては、前記コージェライト−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系
セラミック材料の特性に加え、内部回路パターンによっ
て形成されているキャパシタの静電容量の温度変化率が
低く、例えば±３０ppm／℃以下であることが必要とさ
れる。
【０００６】しかしながら、上記コージェライト−Ｂ2
Ｏ3−ＳｉＯ2系セラミック材料を用いた多層基板の場合
には、内部に形成されたキャパシタの静電容量の温度変
化率が９０ppm／℃以上と大きく、高周波対応のＬＣＲ
内蔵型多層基板に応用するには制限があった。
Ｏ3−ＳｉＯ2系セラミック材料を用いた多層基板の場合
には、内部に形成されたキャパシタの静電容量の温度変
化率が９０ppm／℃以上と大きく、高周波対応のＬＣＲ
内蔵型多層基板に応用するには制限があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は叙上の従来例
の欠点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、比較的低温で焼結可能で、熱膨張係数がシリコ
ン（Ｓｉ）に近く、誘電率が小さく、しかも、内部回路
パターンによって形成されたキャパシタの静電容量の温
度変化率を容易に制御することができる多層基板用磁器
組成物を提供することにある。
の欠点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、比較的低温で焼結可能で、熱膨張係数がシリコ
ン（Ｓｉ）に近く、誘電率が小さく、しかも、内部回路
パターンによって形成されたキャパシタの静電容量の温
度変化率を容易に制御することができる多層基板用磁器
組成物を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の多層基板用磁器
組成物は、コージェライトとＢ2Ｏ3とＳｉＯ2とからな
る主成分材料に副成分としてＳｒＴｉＯ3もしくはＣａ
ＴｉＯ3を添加したことを特徴としている。
組成物は、コージェライトとＢ2Ｏ3とＳｉＯ2とからな
る主成分材料に副成分としてＳｒＴｉＯ3もしくはＣａ
ＴｉＯ3を添加したことを特徴としている。
【０００９】特に、前記主成分材料は、４０重量％以上
８５重量％以下のコージェライトと、Ｂ2Ｏ3に換算して
１０重量％以上４０重量％以下のホウ素と、ＳｉＯ2に
換算して５重量％以上５０重量％以下のシリコンとから
なる組成のものが好ましく、副成分は、主成分材料１０
０重量部に対して２０重量部以下とすることが好まし
い。
８５重量％以下のコージェライトと、Ｂ2Ｏ3に換算して
１０重量％以上４０重量％以下のホウ素と、ＳｉＯ2に
換算して５重量％以上５０重量％以下のシリコンとから
なる組成のものが好ましく、副成分は、主成分材料１０
０重量部に対して２０重量部以下とすることが好まし
い。
【００１０】
【作用】本発明の多層基板用磁器組成物はコージェライ
トとＢ2Ｏ3とＳｉＯ2を主成分材料としているので、ア
ルミナよりもかなり低い温度で焼結することができる。
このため、基板内部の回路パターンをタングステンやモ
リブデンのような高融点金属以外の比抵抗の小さなＡｇ
系等の導電材料によって形成することができる。また、
誘電率がアルミナに比べて小さいので、回路パターンを
伝播する信号の遅延時間が小さくなる。
トとＢ2Ｏ3とＳｉＯ2を主成分材料としているので、ア
ルミナよりもかなり低い温度で焼結することができる。
このため、基板内部の回路パターンをタングステンやモ
リブデンのような高融点金属以外の比抵抗の小さなＡｇ
系等の導電材料によって形成することができる。また、
誘電率がアルミナに比べて小さいので、回路パターンを
伝播する信号の遅延時間が小さくなる。
【００１１】しかも、コージェライト−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ
2系主成分材料に副成分としてＳｒＴｉＯ3もしくはＣａ
ＴｉＯ3を添加することにより、回路パターンによって
内部にキャパシタが形成された多層基板における当該キ
ャパシタの静電容量の温度変化率を小さくでき、さら
に、ＳｒＴｉＯ3もしくはＣａＴｉＯ3の添加含有量を調
整することにより静電容量の温度変化率を適当な値にな
るように制御することができた。従って、例えば高周波
帯域用のＬＣＲ内蔵型多層基板用としても好適な磁器組
成物を得ることができた。
2系主成分材料に副成分としてＳｒＴｉＯ3もしくはＣａ
ＴｉＯ3を添加することにより、回路パターンによって
内部にキャパシタが形成された多層基板における当該キ
ャパシタの静電容量の温度変化率を小さくでき、さら
に、ＳｒＴｉＯ3もしくはＣａＴｉＯ3の添加含有量を調
整することにより静電容量の温度変化率を適当な値にな
るように制御することができた。従って、例えば高周波
帯域用のＬＣＲ内蔵型多層基板用としても好適な磁器組
成物を得ることができた。
【００１２】また、熱膨張係数がＳｉの熱膨張係数に近
く、基板に搭載されるシリコンチップ等のＩＣチップと
の熱膨張係数の差が小さくなるので、温度変化によって
多層基板とシリコンチップ等の間にサーマルストレスが
発生しにくくなり、ＩＣチップにクラックが生じるのを
防止できる。
く、基板に搭載されるシリコンチップ等のＩＣチップと
の熱膨張係数の差が小さくなるので、温度変化によって
多層基板とシリコンチップ等の間にサーマルストレスが
発生しにくくなり、ＩＣチップにクラックが生じるのを
防止できる。
【００１３】なお、コージェライト−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2
系主成分材料１００重量部に対するＳｒＴｉＯ3もしく
はＣａＴｉＯ3の添加含有量が２０重量部を超過する
と、多層基板用磁器組成物の比抵抗が小さくなり、誘電
率も高くなる。
系主成分材料１００重量部に対するＳｒＴｉＯ3もしく
はＣａＴｉＯ3の添加含有量が２０重量部を超過する
と、多層基板用磁器組成物の比抵抗が小さくなり、誘電
率も高くなる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。本
発明の多層基板用磁器組成物は、コージェライト−Ｂ2
Ｏ3−ＳｉＯ2系主成分材料に副成分としてＳｒＴｉＯ3
もしくはＣａＴｉＯ3を添加したものである。
発明の多層基板用磁器組成物は、コージェライト−Ｂ2
Ｏ3−ＳｉＯ2系主成分材料に副成分としてＳｒＴｉＯ3
もしくはＣａＴｉＯ3を添加したものである。
【００１５】図１に示すものは、本発明に係る多層基板
用磁器組成物の主成分材料となるコージェライト−Ｂ2
Ｏ3−ＳｉＯ2系セラミック材料の組成範囲を表わした組
成図である。多層基板用磁器組成物としては、一般に、
図１の斜線を施した領域の範囲内、すなわち、コージェ
ライトが４０〜８５重量％、Ｂ2Ｏ3が１０〜４０重量
％、ＳｉＯ2が５〜５０重量％の範囲内にあるコージェ
ライト−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系セラミック材料が用いられ
ており、本発明における主成分材料としても図１の斜線
領域内にあるコージェライト−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系セラ
ミック材料を用いる。
用磁器組成物の主成分材料となるコージェライト−Ｂ2
Ｏ3−ＳｉＯ2系セラミック材料の組成範囲を表わした組
成図である。多層基板用磁器組成物としては、一般に、
図１の斜線を施した領域の範囲内、すなわち、コージェ
ライトが４０〜８５重量％、Ｂ2Ｏ3が１０〜４０重量
％、ＳｉＯ2が５〜５０重量％の範囲内にあるコージェ
ライト−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系セラミック材料が用いられ
ており、本発明における主成分材料としても図１の斜線
領域内にあるコージェライト−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系セラ
ミック材料を用いる。
【００１６】ここで、コージェライトとは、Ｅ．Ｎ．レ
ビンほか（E.N.Levin et al.）による「セラミックのフ
ェーズダイアグラムズ（Phase Diagrams for Cerami
c）」〔The American Ceramic Society, Columbus, 196
4年発行〕の２４６ページのＦｉｇ.７１２に示されてい
る組成範囲によって構成されたものである。具体的にい
うと、コージェライトとは、図２に示すように、ＭｇＯ
とＡｌ2Ｏ3とＳｉＯ2とからなる３元化合物であり、図
２中の斜線を施した領域の組成範囲内にあるものであ
る。例えば、コージェライト組成の一例としては２Ｍｇ
Ｏ・２Ａｌ2Ｏ3・５ＳｉＯ2がある。
ビンほか（E.N.Levin et al.）による「セラミックのフ
ェーズダイアグラムズ（Phase Diagrams for Cerami
c）」〔The American Ceramic Society, Columbus, 196
4年発行〕の２４６ページのＦｉｇ.７１２に示されてい
る組成範囲によって構成されたものである。具体的にい
うと、コージェライトとは、図２に示すように、ＭｇＯ
とＡｌ2Ｏ3とＳｉＯ2とからなる３元化合物であり、図
２中の斜線を施した領域の組成範囲内にあるものであ
る。例えば、コージェライト組成の一例としては２Ｍｇ
Ｏ・２Ａｌ2Ｏ3・５ＳｉＯ2がある。
【００１７】本発明の多層基板用磁器組成物において
は、上記コージェライト−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系主成分材
料に副成分としてＳｒＴｉＯ3もしくはＣａＴｉＯ3を添
加している。主成分材料に副成分としてＳｒＴｉＯ3も
しくはＣａＴｉＯ3を添加すると、従来のコージェライ
ト−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系セラミック材料が有していた特
性、すなわち、焼結温度が低い、熱膨張係数が小さくて
シリコンの熱膨張係数に近く、誘電率が小さいといった
特性を損うことなく、しかも、回路パターンによって多
層基板の内部に形成されたキャパシタの静電容量の温度
変化率を小さくできる。
は、上記コージェライト−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系主成分材
料に副成分としてＳｒＴｉＯ3もしくはＣａＴｉＯ3を添
加している。主成分材料に副成分としてＳｒＴｉＯ3も
しくはＣａＴｉＯ3を添加すると、従来のコージェライ
ト−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系セラミック材料が有していた特
性、すなわち、焼結温度が低い、熱膨張係数が小さくて
シリコンの熱膨張係数に近く、誘電率が小さいといった
特性を損うことなく、しかも、回路パターンによって多
層基板の内部に形成されたキャパシタの静電容量の温度
変化率を小さくできる。
【００１８】ここで、静電容量Ｃの温度変化率とは、基
準温度Ｔ0（例えば、２０℃）におけるキャパシタの静
電容量をＣ0、温度Ｔにおける静電容量をＣ＝Ｃ0＋ΔＣ
とするとき、次式中のＡ（ppm／℃）で表わされるもの
である。 ΔＣ／Ｃ0×１０6＝Ａ・（Ｔ−Ｔ0）
準温度Ｔ0（例えば、２０℃）におけるキャパシタの静
電容量をＣ0、温度Ｔにおける静電容量をＣ＝Ｃ0＋ΔＣ
とするとき、次式中のＡ（ppm／℃）で表わされるもの
である。 ΔＣ／Ｃ0×１０6＝Ａ・（Ｔ−Ｔ0）
【００１９】コージェライト−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系主成
分材料は、温度の上昇に伴って静電容量の変化ΔＣ／Ｃ
0が大きくなって正特性（Ａ＞０）を示し、ＳｒＴｉＯ3
もしくはＣａＴｉＯ3は、温度の上昇に伴って静電容量
の変化ΔＣ／Ｃ0が小さくなって負特性（Ａ＜０）を示
す。したがって、コージェライト−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系
主成分材料にＳｒＴｉＯ3もしくはＣａＴｉＯ3を添加す
ることにより、多層基板用磁器組成物の静電容量の温度
変化率を制御することができる。特に、コージェライト
−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系主成分材料とＳｒＴｉＯ3もしくは
ＣａＴｉＯ3との割合を調整することによりΔＣ／Ｃ0と
温度Ｔの関係をフラットにすることができ、静電容量Ｃ
の温度変化率Ａをほぼ０にする（Ａ≒０）ことができ、
多層基板の電気的特性を安定させることができる。
分材料は、温度の上昇に伴って静電容量の変化ΔＣ／Ｃ
0が大きくなって正特性（Ａ＞０）を示し、ＳｒＴｉＯ3
もしくはＣａＴｉＯ3は、温度の上昇に伴って静電容量
の変化ΔＣ／Ｃ0が小さくなって負特性（Ａ＜０）を示
す。したがって、コージェライト−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系
主成分材料にＳｒＴｉＯ3もしくはＣａＴｉＯ3を添加す
ることにより、多層基板用磁器組成物の静電容量の温度
変化率を制御することができる。特に、コージェライト
−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系主成分材料とＳｒＴｉＯ3もしくは
ＣａＴｉＯ3との割合を調整することによりΔＣ／Ｃ0と
温度Ｔの関係をフラットにすることができ、静電容量Ｃ
の温度変化率Ａをほぼ０にする（Ａ≒０）ことができ、
多層基板の電気的特性を安定させることができる。
【００２０】副成分であるＳｒＴｉＯ3もしくはＣａＴ
ｉＯ3の添加含有量は、コージェライト−Ｂ2Ｏ3−Ｓｉ
Ｏ2系主成分材料１００重量部に対して２０重量部以下
とするのが好ましい。添加含有量が２０重量部を超過す
ると、コージェライトリッチ系の主成分材料では焼結温
度が高くなり、Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2リッチ系の主成分材料
では機械的強度が低くなり、その結果、いずれの系の多
層基板用磁器組成物でも比抵抗が小さくなり、誘電率が
高くなるからである。
ｉＯ3の添加含有量は、コージェライト−Ｂ2Ｏ3−Ｓｉ
Ｏ2系主成分材料１００重量部に対して２０重量部以下
とするのが好ましい。添加含有量が２０重量部を超過す
ると、コージェライトリッチ系の主成分材料では焼結温
度が高くなり、Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2リッチ系の主成分材料
では機械的強度が低くなり、その結果、いずれの系の多
層基板用磁器組成物でも比抵抗が小さくなり、誘電率が
高くなるからである。
【００２１】〔具体的実施例〕以下、本発明の実施例を
比較例とともにより具体的に説明する。
比較例とともにより具体的に説明する。
【００２２】サンプルの作製 まず、主成分材料に添加物としてＳｒＴｉＯ3を添加し
たNo.1Ａ〜１２Ａのサンプル（実施例サンプル）と、添
加物としてＣａＴｉＯ3を添加したNo.１Ｂ〜１２Ｂのサ
ンプル（実施例サンプル）と、ＳｒＴｉＯ3もＣａＴｉ
Ｏ3も添加しないNo.１３〜１５のサンプル（比較例サン
プル）の多層基板用磁器組成物を以下のようにして作製
した。
たNo.1Ａ〜１２Ａのサンプル（実施例サンプル）と、添
加物としてＣａＴｉＯ3を添加したNo.１Ｂ〜１２Ｂのサ
ンプル（実施例サンプル）と、ＳｒＴｉＯ3もＣａＴｉ
Ｏ3も添加しないNo.１３〜１５のサンプル（比較例サン
プル）の多層基板用磁器組成物を以下のようにして作製
した。
【００２３】［主成分材料の作製］ まず、コージェラ
イトの原料であるＳｉＯ2、ＭｇＯ〔または、ＭｇＣ
Ｏ3〕およびＡｌ2Ｏ3の粉末を秤量混合し、これらの混
合物を得た。つぎに、この混合物を１３５０〜１４００
℃で仮焼し、図２の斜線領域で示した組成域内にあるコ
ージェライト仮焼物を準備した。
イトの原料であるＳｉＯ2、ＭｇＯ〔または、ＭｇＣ
Ｏ3〕およびＡｌ2Ｏ3の粉末を秤量混合し、これらの混
合物を得た。つぎに、この混合物を１３５０〜１４００
℃で仮焼し、図２の斜線領域で示した組成域内にあるコ
ージェライト仮焼物を準備した。
【００２４】つぎに、このコージェライト仮焼物、Ｂ2
Ｏ3〔または、ＢＮもしくはＢ4Ｃ〕の粉末、ＳｉＯ2の
粉末を秤量混合し、これらの混合物を得た。ついで、こ
れらの混合物を８００〜９００℃の温度で仮焼した後、
粉砕して粉末とし、コージュライト、ＳｉＯ2及びＢ2Ｏ
3の組成比（重量％）が表１の「主成分組成」の欄に示
すような組成比となったNo.１Ａ〜１２Ａ、No.１Ｂ〜１
２ＢおよびNo.１３〜１５の各サンプルのコージェライ
ト−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系主成分材料を得た。
Ｏ3〔または、ＢＮもしくはＢ4Ｃ〕の粉末、ＳｉＯ2の
粉末を秤量混合し、これらの混合物を得た。ついで、こ
れらの混合物を８００〜９００℃の温度で仮焼した後、
粉砕して粉末とし、コージュライト、ＳｉＯ2及びＢ2Ｏ
3の組成比（重量％）が表１の「主成分組成」の欄に示
すような組成比となったNo.１Ａ〜１２Ａ、No.１Ｂ〜１
２ＢおよびNo.１３〜１５の各サンプルのコージェライ
ト−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系主成分材料を得た。
【００２５】［主成分材料と副成分材料の調合］ 添加
物として有機バインダ及びＳｒＴｉＯ3およびＣａＴｉ
Ｏ3を準備し、上記コージェライト−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系
主成分材料１００重量部に対して適当量の有機バインダ
と、表１の「副成分」の「ＳｒＴｉＯ3」および「Ｃａ
ＴｉＯ3」の欄に示す割合（重量部）のＳｒＴｉＯ3もし
くはＣａＴｉＯ3を秤量混合し、混練してスラリを得
た。
物として有機バインダ及びＳｒＴｉＯ3およびＣａＴｉ
Ｏ3を準備し、上記コージェライト−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系
主成分材料１００重量部に対して適当量の有機バインダ
と、表１の「副成分」の「ＳｒＴｉＯ3」および「Ｃａ
ＴｉＯ3」の欄に示す割合（重量部）のＳｒＴｉＯ3もし
くはＣａＴｉＯ3を秤量混合し、混練してスラリを得
た。
【００２６】
【表１】
【００２７】なお、表１中の副成分材料の添加量は、主
成分材料であるコージェライト−ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3系セ
ラミック材料に対する外添加量であり、より具体的に
は、コージェライト中への固溶量とＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3中
への添加量とを合わせたものである。
成分材料であるコージェライト−ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3系セ
ラミック材料に対する外添加量であり、より具体的に
は、コージェライト中への固溶量とＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3中
への添加量とを合わせたものである。
【００２８】［磁器組成物の焼成］ こうして得たスラ
リをドクターブレード法により厚さ１ｍｍのシート状に
成形し、成形されたセラミックグリーンシートを縦３０
ｍｍ、横１０ｍｍの寸法にカットした。この後、水蒸気
中に通過させた窒素ガスをキャリアガスとする窒素−水
蒸気の還元性もしくは非酸化性雰囲気中において、９０
０℃の温度でセラミックグリーンシートを予備焼成して
有機バインダ成分を燃焼させ、さらに表１の「焼結温
度」の欄に示す温度（９００〜１０２０℃）で１時間本
焼成し、目的とする板状の多層基板用磁器組成物を得
た。
リをドクターブレード法により厚さ１ｍｍのシート状に
成形し、成形されたセラミックグリーンシートを縦３０
ｍｍ、横１０ｍｍの寸法にカットした。この後、水蒸気
中に通過させた窒素ガスをキャリアガスとする窒素−水
蒸気の還元性もしくは非酸化性雰囲気中において、９０
０℃の温度でセラミックグリーンシートを予備焼成して
有機バインダ成分を燃焼させ、さらに表１の「焼結温
度」の欄に示す温度（９００〜１０２０℃）で１時間本
焼成し、目的とする板状の多層基板用磁器組成物を得
た。
【００２９】また、上記セラミックグリーンシートを縦
３ｍｍ、横４０ｍｍの短冊状にカットし、これを積層し
て２００kg／cm2の圧力で加圧して各辺の寸法が約４ｍ
ｍ、３ｍｍ及び４０ｍｍの角柱状にし、上記板状の多層
基板用磁器組成物と同じ条件で焼成し、目的とする角柱
状の多層基板用磁器組成物を得た。
３ｍｍ、横４０ｍｍの短冊状にカットし、これを積層し
て２００kg／cm2の圧力で加圧して各辺の寸法が約４ｍ
ｍ、３ｍｍ及び４０ｍｍの角柱状にし、上記板状の多層
基板用磁器組成物と同じ条件で焼成し、目的とする角柱
状の多層基板用磁器組成物を得た。
【００３０】特性の測定 以上のようにして作製したサンプルNo.１Ａ〜１２Ａ、
サンプルNo.１Ｂ〜１２ＢおよびサンプルNo.１３〜１５
の各磁器組成物について、各々の比誘電率、比抵抗、気
孔率、熱膨張係数、抗折強度及び静電容量の温度変化率
を測定した。ここで、熱膨張係数及び抗折強度の測定に
は、角柱状の多層基板用磁器組成物を用い、それ以外の
測定には、板状の多層基板用磁器組成物を用いた。
サンプルNo.１Ｂ〜１２ＢおよびサンプルNo.１３〜１５
の各磁器組成物について、各々の比誘電率、比抵抗、気
孔率、熱膨張係数、抗折強度及び静電容量の温度変化率
を測定した。ここで、熱膨張係数及び抗折強度の測定に
は、角柱状の多層基板用磁器組成物を用い、それ以外の
測定には、板状の多層基板用磁器組成物を用いた。
【００３１】また、比誘電率は、周波数１ＭＨｚで測定
した。比抵抗（Ω・cm）は、各磁器組成物に１００Ｖの
直流電圧を印加して測定した。気孔率（％）は、磁器組
成物を水中に浸漬させて浮力から密度を求める、いわゆ
るアルキメデス法によって測定された密度から算出した
ものである。線熱膨張係数α（℃-1）は、室温Ｔ１で長
さＬ（mm）の磁器組成物をＴ２＝５００℃まで加熱し、
そのとき磁器組成物の見掛けの伸びΔＬ（mm）を測定
し、次式 α＝｛ΔＬ／〔Ｌ（Ｔ２−Ｔ１）〕｝＋αS より算出した。ただし、αSはスケールとして用いた石
英ガラス（ＳｉＯ2）の熱膨張係数である。抗折強度（k
g／cm2）は、ＪＩＳ規格（Ｒ１６０１）の３点曲げ法に
従って測定した。静電容量の温度変化率は、上記磁器組
成物の両面に電極膜を設けて静電容量がＣのキャパシタ
を形成し、雰囲気温度Ｔを変化させたときに静電容量の
変化ΔＣ／Ｃ0を次式 （ΔＣ／Ｃ0）×１０6＝Ａ・（Ｔ−Ｔ0） でトレースし、その係数から温度変化率Ａ（ppm／℃）
を求めた。但し、Ｃ0はＴ＝２０℃のときの静電容量で
ある。
した。比抵抗（Ω・cm）は、各磁器組成物に１００Ｖの
直流電圧を印加して測定した。気孔率（％）は、磁器組
成物を水中に浸漬させて浮力から密度を求める、いわゆ
るアルキメデス法によって測定された密度から算出した
ものである。線熱膨張係数α（℃-1）は、室温Ｔ１で長
さＬ（mm）の磁器組成物をＴ２＝５００℃まで加熱し、
そのとき磁器組成物の見掛けの伸びΔＬ（mm）を測定
し、次式 α＝｛ΔＬ／〔Ｌ（Ｔ２−Ｔ１）〕｝＋αS より算出した。ただし、αSはスケールとして用いた石
英ガラス（ＳｉＯ2）の熱膨張係数である。抗折強度（k
g／cm2）は、ＪＩＳ規格（Ｒ１６０１）の３点曲げ法に
従って測定した。静電容量の温度変化率は、上記磁器組
成物の両面に電極膜を設けて静電容量がＣのキャパシタ
を形成し、雰囲気温度Ｔを変化させたときに静電容量の
変化ΔＣ／Ｃ0を次式 （ΔＣ／Ｃ0）×１０6＝Ａ・（Ｔ−Ｔ0） でトレースし、その係数から温度変化率Ａ（ppm／℃）
を求めた。但し、Ｃ0はＴ＝２０℃のときの静電容量で
ある。
【００３２】上記のような測定方法により測定した結果
も表１に示してある。なお、比抵抗の欄の値は対数によ
って表わしている。つまり、Ω・cmの単位で測定した比
抵抗の値をρとして、log10ρで表わしている。
も表１に示してある。なお、比抵抗の欄の値は対数によ
って表わしている。つまり、Ω・cmの単位で測定した比
抵抗の値をρとして、log10ρで表わしている。
【００３３】表１に示した測定結果によれば、比誘電
率、比抵抗、気孔率については、No.１Ａ〜１２Ａ及びN
o.１Ｂ〜１２Ｂのサンプル（実施例）はNo.１３〜１５
のサンプル（比較例）とほとんど同じ値が得られた。し
たがって、本発明によれば、従来のコージェライト−Ｂ
2Ｏ3−ＳｉＯ2系多層基板用組成物と同じ良好な特性を
保持している。さらに、抗折強度は、ＳｒＴｉＯ3もし
くはＣａＴｉＯ3の添加によって大きくなった。
率、比抵抗、気孔率については、No.１Ａ〜１２Ａ及びN
o.１Ｂ〜１２Ｂのサンプル（実施例）はNo.１３〜１５
のサンプル（比較例）とほとんど同じ値が得られた。し
たがって、本発明によれば、従来のコージェライト−Ｂ
2Ｏ3−ＳｉＯ2系多層基板用組成物と同じ良好な特性を
保持している。さらに、抗折強度は、ＳｒＴｉＯ3もし
くはＣａＴｉＯ3の添加によって大きくなった。
【００３４】また、熱膨張係数は、No.１Ａ〜１２Ａ及
びNo.１Ｂ〜１２Ｂのサンプル（実施例）はNo.１３〜１
５のサンプル（比較例）と同程度の値であるが、ＳｒＴ
ｉＯ3もしくはＣａＴｉＯ3の添加量を調整することによ
って調節することができ、シリコンの熱膨張係数と等し
くなるように調節することができる。
びNo.１Ｂ〜１２Ｂのサンプル（実施例）はNo.１３〜１
５のサンプル（比較例）と同程度の値であるが、ＳｒＴ
ｉＯ3もしくはＣａＴｉＯ3の添加量を調整することによ
って調節することができ、シリコンの熱膨張係数と等し
くなるように調節することができる。
【００３５】さらに、静電容量の温度変化率Ａは、No.
１３〜１５のサンプル（比較例）では９０〜１００ppm
／℃であるのに対し、No.１Ａ〜１２ＡおよびNo.１Ｂ〜
１２Ｂのサンプル（実施例）では９０〜５ppm／℃とな
った。しかも、ＳｒＴｉＯ3もしくはＣａＴｉＯ3の添加
量を変化させることによって温度変化率Ａを調整するこ
とができ、ＳｒＴｉＯ3もしくはＣａＴｉＯ3の添加量を
増加させることによって静電容量の温度変化率Ａを小さ
くすることができた。
１３〜１５のサンプル（比較例）では９０〜１００ppm
／℃であるのに対し、No.１Ａ〜１２ＡおよびNo.１Ｂ〜
１２Ｂのサンプル（実施例）では９０〜５ppm／℃とな
った。しかも、ＳｒＴｉＯ3もしくはＣａＴｉＯ3の添加
量を変化させることによって温度変化率Ａを調整するこ
とができ、ＳｒＴｉＯ3もしくはＣａＴｉＯ3の添加量を
増加させることによって静電容量の温度変化率Ａを小さ
くすることができた。
【００３６】また、No.１Ａ〜１２Ａ及びNo.１Ｂ〜１２
Ｂのサンプルの焼成温度もNo.１３〜１５のサンプルと
ほとんど変らず、アルミナに比べて低い温度で焼成する
ことができた。
Ｂのサンプルの焼成温度もNo.１３〜１５のサンプルと
ほとんど変らず、アルミナに比べて低い温度で焼成する
ことができた。
【００３７】
【発明の効果】本発明による磁器組成物は、アルミナよ
りもかなり低い温度で焼結するので、焼結に要するエネ
ルギーを節約でき、エネルギーコストを低減できる。さ
らに、焼結温度が低いので、基板内部の回路パターンを
形成するための導電材料がタングステンやモリブデンの
ような高融点金属に限定されず、比抵抗の小さなＡｇ系
等の導電材料によって回路パターンを形成することがで
き、回路パターンの電気抵抗を小さくすることができ
る。
りもかなり低い温度で焼結するので、焼結に要するエネ
ルギーを節約でき、エネルギーコストを低減できる。さ
らに、焼結温度が低いので、基板内部の回路パターンを
形成するための導電材料がタングステンやモリブデンの
ような高融点金属に限定されず、比抵抗の小さなＡｇ系
等の導電材料によって回路パターンを形成することがで
き、回路パターンの電気抵抗を小さくすることができ
る。
【００３８】また、この多層基板用磁器組成物は、熱膨
張係数がシリコンの熱膨張係数に近いので、基板に搭載
されるシリコンチップ等のＩＣチップとの熱膨張係数の
差が小さくなり、ＩＣチップに発生するサーマルストレ
スを小さくでき、ＩＣチップのクラックの発生を防止で
きる。
張係数がシリコンの熱膨張係数に近いので、基板に搭載
されるシリコンチップ等のＩＣチップとの熱膨張係数の
差が小さくなり、ＩＣチップに発生するサーマルストレ
スを小さくでき、ＩＣチップのクラックの発生を防止で
きる。
【００３９】さらに、多層基板用磁器組成物の誘電率も
アルミナに比べて小さいので、回路パターンを伝播する
信号の遅延時間が小さくなる。
アルミナに比べて小さいので、回路パターンを伝播する
信号の遅延時間が小さくなる。
【００４０】しかも、上記主成分材料にＳｒＴｉＯ3も
しくはＣａＴｉＯ3を添加することにより、回路パター
ンによってキャパシタが形成された容量内蔵型の多層基
板における当該キャパシタの静電容量の温度変化率を小
さくでき、さらに、ＳｒＴｉＯ3もしくはＣａＴｉＯ3の
添加含有量を調整することにより静電容量の温度変化率
を適当な値になるように制御することができる。従っ
て、静電容量の変化が小さくなって温度変化に対して安
定となり、例えば高周波帯域用のＬＣＲ内蔵型多層基板
用としても好適な磁器組成物を得ることができる。
しくはＣａＴｉＯ3を添加することにより、回路パター
ンによってキャパシタが形成された容量内蔵型の多層基
板における当該キャパシタの静電容量の温度変化率を小
さくでき、さらに、ＳｒＴｉＯ3もしくはＣａＴｉＯ3の
添加含有量を調整することにより静電容量の温度変化率
を適当な値になるように制御することができる。従っ
て、静電容量の変化が小さくなって温度変化に対して安
定となり、例えば高周波帯域用のＬＣＲ内蔵型多層基板
用としても好適な磁器組成物を得ることができる。
【図１】本発明の一実施例による多層基板用磁器組成物
の主成分材料であるコージェライト−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2
系セラミック材料の組成範囲を示す組成図である。
の主成分材料であるコージェライト−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2
系セラミック材料の組成範囲を示す組成図である。
【図２】コージェライトの組成範囲を示す組成図であ
る。
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−270899（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−211006（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−64059（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−83850（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C04B 35/195
Claims (2)
- 【請求項１】 コージェライトとＢ2Ｏ3とＳｉＯ2とか
らなる主成分材料に副成分としてＳｒＴｉＯ3もしくは
ＣａＴｉＯ3を添加したことを特徴とする多層基板用磁
器組成物。 - 【請求項２】 前記主成分材料が、４０重量％以上８５
重量％以下のコージェライトと、Ｂ2Ｏ3に換算して１０
重量％以上４０重量％以下のホウ素と、ＳｉＯ2に換算
して５重量％以上５０重量％以下のシリコンとから成
り、 当該主成分材料１００重量部に対し、２０重量部以下の
前記副成分を添加したことを特徴とする請求項１に記載
の多層基板用磁器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04303063A JP3082478B2 (ja) | 1992-10-14 | 1992-10-14 | 多層基板用磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04303063A JP3082478B2 (ja) | 1992-10-14 | 1992-10-14 | 多層基板用磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06128028A JPH06128028A (ja) | 1994-05-10 |
| JP3082478B2 true JP3082478B2 (ja) | 2000-08-28 |
Family
ID=17916462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04303063A Expired - Fee Related JP3082478B2 (ja) | 1992-10-14 | 1992-10-14 | 多層基板用磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3082478B2 (ja) |
-
1992
- 1992-10-14 JP JP04303063A patent/JP3082478B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06128028A (ja) | 1994-05-10 |
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Legal Events
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