JP3314130B2 - 低温焼成磁器組成物 - Google Patents
低温焼成磁器組成物Info
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- JP3314130B2 JP3314130B2 JP01228496A JP1228496A JP3314130B2 JP 3314130 B2 JP3314130 B2 JP 3314130B2 JP 01228496 A JP01228496 A JP 01228496A JP 1228496 A JP1228496 A JP 1228496A JP 3314130 B2 JP3314130 B2 JP 3314130B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多層回路基板用の
低温焼成磁器組成物に関するものであり、とりわけ半導
体素子や各種電子部品を搭載した多層に積層して成る複
合回路基板等に適用される金（Ａｕ）や銀（Ａｇ）ある
いは銅（Ｃｕ）の配線が可能な高周波用の低温焼成磁器
組成物に関するものである。
低温焼成磁器組成物に関するものであり、とりわけ半導
体素子や各種電子部品を搭載した多層に積層して成る複
合回路基板等に適用される金（Ａｕ）や銀（Ａｇ）ある
いは銅（Ｃｕ）の配線が可能な高周波用の低温焼成磁器
組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、高度情報化時代を迎え、情報伝達
はより高速化、高周波化が進み、搭載される半導体素子
もより高速化、高集積化され、更に実装のより高密度化
が要求されるようになり、従来より多用されてきたアル
ミナ製の各種回路基板では、比誘電率が３ＧＨｚで９〜
９．５とかなり大きいことから、昨今の高周波用の回路
基板等には不適当であると言われている。
はより高速化、高周波化が進み、搭載される半導体素子
もより高速化、高集積化され、更に実装のより高密度化
が要求されるようになり、従来より多用されてきたアル
ミナ製の各種回路基板では、比誘電率が３ＧＨｚで９〜
９．５とかなり大きいことから、昨今の高周波用の回路
基板等には不適当であると言われている。
【０００３】即ち、信号を高速で伝搬させるためには基
板材料としてより低い誘電率が要求されており、その
上、多層回路基板に種々の電子部品や入出力端子等を接
続する工程で該基板に加わる応力から基板自体が破壊し
たり、欠けを生じたりすることを防止するために、機械
的強度がより高いことも要求されている。
板材料としてより低い誘電率が要求されており、その
上、多層回路基板に種々の電子部品や入出力端子等を接
続する工程で該基板に加わる応力から基板自体が破壊し
たり、欠けを生じたりすることを防止するために、機械
的強度がより高いことも要求されている。
【０００４】そこで前記諸要求を満足する基板材料とし
て、例えば、ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3、ＭｇＯを主成分と
するガラス組成物から成るガラス焼結体が提案されてい
るが、かかる提案のガラス焼結体では誘電率は低いもの
の、機械的強度が低いという問題が残り、完全に前記諸
要求を満足するものではなく、そのために係る問題を解
消せんとして種々の研究開発が進められている。
て、例えば、ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3、ＭｇＯを主成分と
するガラス組成物から成るガラス焼結体が提案されてい
るが、かかる提案のガラス焼結体では誘電率は低いもの
の、機械的強度が低いという問題が残り、完全に前記諸
要求を満足するものではなく、そのために係る問題を解
消せんとして種々の研究開発が進められている。
【０００５】その結果、低誘電率でかつ高強度を有する
組成物として、例えば、熱処理によりムライトとコーデ
ィエライトを主たる結晶相として析出するガラス組成物
が提案されている（特開平０５−２９８９１９号公報参
照）。
組成物として、例えば、熱処理によりムライトとコーデ
ィエライトを主たる結晶相として析出するガラス組成物
が提案されている（特開平０５−２９８９１９号公報参
照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記提
案のガラス組成物から成る多層回路基板は、とりわけ高
周波用の回路基板として要求される誘電率や誘電正接、
及び機械的強度等の諸特性全てを必ずしも満足するもの
ではないという課題があった。
案のガラス組成物から成る多層回路基板は、とりわけ高
周波用の回路基板として要求される誘電率や誘電正接、
及び機械的強度等の諸特性全てを必ずしも満足するもの
ではないという課題があった。
【０００７】
【発明の目的】本発明は、前記課題を解消せんとして成
されたもので、その目的は、多層回路基板として十分な
機械的強度を有し、高周波領域における誘電率及び誘電
正接が低く安定であるという特性を併せ持ち、かつ８０
０〜１０００℃という低温で同時焼成してＡｕやＡｇ、
Ｃｕを配線導体とした多層化が可能となる高周波用に好
適な低温焼成磁器組成物を提供することにある。
されたもので、その目的は、多層回路基板として十分な
機械的強度を有し、高周波領域における誘電率及び誘電
正接が低く安定であるという特性を併せ持ち、かつ８０
０〜１０００℃という低温で同時焼成してＡｕやＡｇ、
Ｃｕを配線導体とした多層化が可能となる高周波用に好
適な低温焼成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】本発明者は、上記問題点
を鋭意検討した結果、ガラスの軟化流動を利用して８０
０〜１０００℃で焼成することにより、配線導体として
Ａｕ、Ａｇ及びＣｕを用いて多層化、及び微細配線化が
可能であること、また亜鉛（Ｚｎ）の酸化物及び非晶質
のシリカと特定のガラスを組み合わせ、前記亜鉛の酸化
物量を非晶質のシリカ量より小にして、結晶相をガーナ
イト結晶相と、エンスタタイト結晶相と、ＳｉＯ2 結晶
相と、Ｍｇ2 Ｂ2 Ｏ5 結晶相と、ガラス相を析出させる
か、あるいは前記組合せで亜鉛の酸化物量が非晶質のシ
リカ量と同量以上にして、結晶相をガーナイト結晶相
と、ＳｉＯ2 結晶相と、ウイレマイト結晶相と、エンス
タタイト結晶相と、Ｍｇ2 Ｂ2 Ｏ5 結晶相と、ＺｎＯ結
晶相と、ガラス相を析出させることにより、比誘電率及
び誘電正接を低くすることが可能となり、またスピネル
型結晶相であるガーナイト結晶相を析出させることによ
り、より高強度化が達成できることを知見し、本発明に
至った。
を鋭意検討した結果、ガラスの軟化流動を利用して８０
０〜１０００℃で焼成することにより、配線導体として
Ａｕ、Ａｇ及びＣｕを用いて多層化、及び微細配線化が
可能であること、また亜鉛（Ｚｎ）の酸化物及び非晶質
のシリカと特定のガラスを組み合わせ、前記亜鉛の酸化
物量を非晶質のシリカ量より小にして、結晶相をガーナ
イト結晶相と、エンスタタイト結晶相と、ＳｉＯ2 結晶
相と、Ｍｇ2 Ｂ2 Ｏ5 結晶相と、ガラス相を析出させる
か、あるいは前記組合せで亜鉛の酸化物量が非晶質のシ
リカ量と同量以上にして、結晶相をガーナイト結晶相
と、ＳｉＯ2 結晶相と、ウイレマイト結晶相と、エンス
タタイト結晶相と、Ｍｇ2 Ｂ2 Ｏ5 結晶相と、ＺｎＯ結
晶相と、ガラス相を析出させることにより、比誘電率及
び誘電正接を低くすることが可能となり、またスピネル
型結晶相であるガーナイト結晶相を析出させることによ
り、より高強度化が達成できることを知見し、本発明に
至った。
【０００９】即ち、本発明の低温焼成磁器組成物は、少
なくともＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＭｇＯ、ＺｎＯ及びＢ
2 Ｏ3 を含むガラスを５０〜９９．９重量％と、Ｚｎの
酸化物を０．０１〜４９．９重量％と、非晶質のシリカ
を０．０１〜４９．９重量％の割合で含有する高周波用
の多層回路基板に好適な低温焼成磁器組成物であって、
前記Ｚｎの酸化物量と非晶質のシリカ量を比率を変えて
８００〜１０００℃の低温度での焼成によって得られた
焼結体が、ガーナイト結晶相と、エンスタタイト結晶相
と、ＳｉＯ2 結晶相と、Ｍｇ2 Ｂ2 Ｏ5 結晶相と、ガラ
ス相とを含有するか、あるいはガーナイト結晶相と、Ｓ
ｉＯ2 結晶相と、ウイレマイト結晶相と、エンスタタイ
ト結晶相と、Ｍｇ2 Ｂ2 Ｏ5 結晶相と、ＺｎＯ結晶相
と、ガラス相とを含有することを特徴とするものであ
る。
なくともＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＭｇＯ、ＺｎＯ及びＢ
2 Ｏ3 を含むガラスを５０〜９９．９重量％と、Ｚｎの
酸化物を０．０１〜４９．９重量％と、非晶質のシリカ
を０．０１〜４９．９重量％の割合で含有する高周波用
の多層回路基板に好適な低温焼成磁器組成物であって、
前記Ｚｎの酸化物量と非晶質のシリカ量を比率を変えて
８００〜１０００℃の低温度での焼成によって得られた
焼結体が、ガーナイト結晶相と、エンスタタイト結晶相
と、ＳｉＯ2 結晶相と、Ｍｇ2 Ｂ2 Ｏ5 結晶相と、ガラ
ス相とを含有するか、あるいはガーナイト結晶相と、Ｓ
ｉＯ2 結晶相と、ウイレマイト結晶相と、エンスタタイ
ト結晶相と、Ｍｇ2 Ｂ2 Ｏ5 結晶相と、ＺｎＯ結晶相
と、ガラス相とを含有することを特徴とするものであ
る。
【００１０】
【作用】本発明の低温焼成磁器組成物によれば、フィラ
ー成分として酸化亜鉛を含むことにより、低誘電率と低
い誘電正接を示すガーナイト結晶相や、ウイレマイト結
晶相を析出させ、更に前記フィラー成分として非晶質の
シリカを含むことにより、同様に低誘電率と低い誘電正
接を示すエンスタタイト結晶相を析出させることによ
り、高周波用に好適な低い誘電率と誘電正接を得ること
ができる。
ー成分として酸化亜鉛を含むことにより、低誘電率と低
い誘電正接を示すガーナイト結晶相や、ウイレマイト結
晶相を析出させ、更に前記フィラー成分として非晶質の
シリカを含むことにより、同様に低誘電率と低い誘電正
接を示すエンスタタイト結晶相を析出させることによ
り、高周波用に好適な低い誘電率と誘電正接を得ること
ができる。
【００１１】また、ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −ＭｇＯ−Ｚ
ｎＯ−Ｂ2 Ｏ3 系ガラスとともにフィラー成分として酸
化亜鉛を配合することにより、該ガラス成分よりスピネ
ル型結晶相であるガーナイト結晶相を析出させることに
より、得られた焼結体の抗折強度は高くなる。
ｎＯ−Ｂ2 Ｏ3 系ガラスとともにフィラー成分として酸
化亜鉛を配合することにより、該ガラス成分よりスピネ
ル型結晶相であるガーナイト結晶相を析出させることに
より、得られた焼結体の抗折強度は高くなる。
【００１２】更に、本発明の低温焼成磁器組成物は、８
００〜１０００℃の低温度でＡｕ、ＡｇあるいはＣｕの
内部配線層と同時に焼成することができることから、こ
れらの配線導体を具備する多層回路基板や半導体素子収
納用パッケージの微細配線化が容易に達成できる。
００〜１０００℃の低温度でＡｕ、ＡｇあるいはＣｕの
内部配線層と同時に焼成することができることから、こ
れらの配線導体を具備する多層回路基板や半導体素子収
納用パッケージの微細配線化が容易に達成できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の低温焼成磁器組成物につ
いて以下詳細に述べる。
いて以下詳細に述べる。
【００１４】本発明の低温焼成磁器組成物によれば、少
なくともＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＭｇＯ、ＺｎＯ及びＢ
2 Ｏ3 を含むガラス量が５０重量％より少ないか、言い
換えればフィラー成分としてのＺｎの酸化物量と非晶質
のシリカ量との合計量が５０重量％より多いと、８００
〜１０００℃の焼成温度では磁器は十分に緻密化するこ
とができず、逆に前記ガラス量が９９．９重量％より多
いか、前記フィラー成分が０．１重量％より少ないと誘
電率が５．６以上と高くなり、また誘電正接も２０×１
０-4より大きくなる。
なくともＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＭｇＯ、ＺｎＯ及びＢ
2 Ｏ3 を含むガラス量が５０重量％より少ないか、言い
換えればフィラー成分としてのＺｎの酸化物量と非晶質
のシリカ量との合計量が５０重量％より多いと、８００
〜１０００℃の焼成温度では磁器は十分に緻密化するこ
とができず、逆に前記ガラス量が９９．９重量％より多
いか、前記フィラー成分が０．１重量％より少ないと誘
電率が５．６以上と高くなり、また誘電正接も２０×１
０-4より大きくなる。
【００１５】従って、前記ガラスの含有量は５０〜９
９．９重量％に特定され、より望ましくは６０〜９５重
量％の範囲となる。
９．９重量％に特定され、より望ましくは６０〜９５重
量％の範囲となる。
【００１６】次に、本発明の低温焼成磁器組成物の焼結
体の組織の概略図を図１及び図２に示す。
体の組織の概略図を図１及び図２に示す。
【００１７】図１に示すように、本発明の低温焼成磁器
組成物は、ガーナイト結晶相１と、エンスタタイト結晶
相２と、ＳｉＯ2 結晶相３と、Ｍｇ2 Ｂ2 Ｏ5 結晶相４
と、ガラス相５とから構成されており、ガーナイト結晶
相１は焼結体中における主結晶として存在する。
組成物は、ガーナイト結晶相１と、エンスタタイト結晶
相２と、ＳｉＯ2 結晶相３と、Ｍｇ2 Ｂ2 Ｏ5 結晶相４
と、ガラス相５とから構成されており、ガーナイト結晶
相１は焼結体中における主結晶として存在する。
【００１８】このように本発明によれば、焼結体中にガ
ーナイト結晶相を存在させ、同時にエンスタタイト結晶
相とＳｉＯ2 結晶相を存在させることにより低誘電率と
低い誘電正接を得ることができる。
ーナイト結晶相を存在させ、同時にエンスタタイト結晶
相とＳｉＯ2 結晶相を存在させることにより低誘電率と
低い誘電正接を得ることができる。
【００１９】また、焼成温度を調整して焼結体中にスピ
ネル型結晶相であるガーナイト結晶相を析出させること
により、該結晶相は各結晶相のネットワークを補強する
形態で存在するため、機械的強度の高い焼結体を得るこ
とができる。
ネル型結晶相であるガーナイト結晶相を析出させること
により、該結晶相は各結晶相のネットワークを補強する
形態で存在するため、機械的強度の高い焼結体を得るこ
とができる。
【００２０】更に、前記ガラス中のＢ2 Ｏ3 を反応させ
てＭｇ2 Ｂ2 Ｏ5 結晶相を析出させることにより、耐薬
品性を著しく向上することができる。
てＭｇ2 Ｂ2 Ｏ5 結晶相を析出させることにより、耐薬
品性を著しく向上することができる。
【００２１】また、図２に示すように、本発明の低温焼
成磁器組成物はガーナイト結晶相１と、ＳｉＯ2 結晶相
３と、ウイレマイト結晶相６と、エンスタタイト結晶相
２と、Ｍｇ2 Ｂ2 Ｏ5 結晶相４と、ＺｎＯ結晶相７と、
ガラス相５とから構成されており、ガーナイト結晶相１
は焼結体中における主結晶として存在する。
成磁器組成物はガーナイト結晶相１と、ＳｉＯ2 結晶相
３と、ウイレマイト結晶相６と、エンスタタイト結晶相
２と、Ｍｇ2 Ｂ2 Ｏ5 結晶相４と、ＺｎＯ結晶相７と、
ガラス相５とから構成されており、ガーナイト結晶相１
は焼結体中における主結晶として存在する。
【００２２】このように前記焼結体中にガーナイト結晶
相を存在させ、同時にＳｉＯ2 結晶相と、ウイレマイト
結晶相と、エンスタタイト結晶相と、Ｍｇ2 Ｂ2 Ｏ5 結
晶相と、ＺｎＯ結晶相を存在させることによっても低誘
電率と低い誘電正接を得ることができる。
相を存在させ、同時にＳｉＯ2 結晶相と、ウイレマイト
結晶相と、エンスタタイト結晶相と、Ｍｇ2 Ｂ2 Ｏ5 結
晶相と、ＺｎＯ結晶相を存在させることによっても低誘
電率と低い誘電正接を得ることができる。
【００２３】また、図１の記述と同様に、ガーナイト結
晶相を析出させて機械的強度を高めることや、Ｍｇ2 Ｂ
2 Ｏ5 結晶相を析出させて耐薬品性を向上させることも
可能となる。
晶相を析出させて機械的強度を高めることや、Ｍｇ2 Ｂ
2 Ｏ5 結晶相を析出させて耐薬品性を向上させることも
可能となる。
【００２４】尚、前記図２に示す結晶相で構成される系
では、ガラスがほとんど結晶化して三重点の様なところ
にしか存在しないため、誘電正接が低く、機械的強度も
高くなっている。
では、ガラスがほとんど結晶化して三重点の様なところ
にしか存在しないため、誘電正接が低く、機械的強度も
高くなっている。
【００２５】次に、本発明の低温焼成磁器組成物を製造
する具体的な方法は、出発原料として、ＳｉＯ2 −Ａｌ
2 Ｏ3 −ＭｇＯ−ＺｎＯ−Ｂ2 Ｏ3 系ガラスを５０〜９
９．９重量％、特に望ましくは６０〜９５重量％と、フ
ィラー成分として亜鉛の酸化物を０．０１〜４９．９重
量％と非晶質のシリカを０．０１〜４９．９重量％を、
特に前記亜鉛の酸化物を全量中５〜２９重量％、非晶質
のシリカを１〜２５重量％の割合となるように混合す
る。
する具体的な方法は、出発原料として、ＳｉＯ2 −Ａｌ
2 Ｏ3 −ＭｇＯ−ＺｎＯ−Ｂ2 Ｏ3 系ガラスを５０〜９
９．９重量％、特に望ましくは６０〜９５重量％と、フ
ィラー成分として亜鉛の酸化物を０．０１〜４９．９重
量％と非晶質のシリカを０．０１〜４９．９重量％を、
特に前記亜鉛の酸化物を全量中５〜２９重量％、非晶質
のシリカを１〜２５重量％の割合となるように混合す
る。
【００２６】このフィラー成分としての亜鉛の酸化物
は、ＺｎＯの粉末や焼成過程でＺｎＯを形成し得る炭酸
塩や、硝酸塩、酢酸塩等、各種形態で添加可能である。
は、ＺｎＯの粉末や焼成過程でＺｎＯを形成し得る炭酸
塩や、硝酸塩、酢酸塩等、各種形態で添加可能である。
【００２７】また、前記亜鉛の酸化物は、ガラスとの反
応によりガーナイト結晶相やウイレマイト結晶相を析出
させることが重要であり、かかる観点からは前記粉末の
粒径は１．５μｍ以下、特に１．０μｍ以下の微粉末で
あることが望ましい。
応によりガーナイト結晶相やウイレマイト結晶相を析出
させることが重要であり、かかる観点からは前記粉末の
粒径は１．５μｍ以下、特に１．０μｍ以下の微粉末で
あることが望ましい。
【００２８】一方、前記フィラー成分として非晶質のシ
リカを用いる場合には、ガラスとの反応によりエンスタ
タイト結晶相を析出させることが肝要であり、該非晶質
のシリカ粉末は１．５μｍ以下、特に１．０μｍ以下の
粒径を有する微粉末であることが望ましい。
リカを用いる場合には、ガラスとの反応によりエンスタ
タイト結晶相を析出させることが肝要であり、該非晶質
のシリカ粉末は１．５μｍ以下、特に１．０μｍ以下の
粒径を有する微粉末であることが望ましい。
【００２９】更に、出発原料として、ＳｉＯ2 −Ａｌ2
Ｏ3 −ＭｇＯ−ＺｎＯ−Ｂ2 Ｏ3 系ガラスを用いるの
は、この系のガラスを用いることによりスピネル型結晶
相が析出し、この結晶相はガラスのネットワークを補強
する形態で存在し、高強度の焼結体を得ることができる
からである。
Ｏ3 −ＭｇＯ−ＺｎＯ−Ｂ2 Ｏ3 系ガラスを用いるの
は、この系のガラスを用いることによりスピネル型結晶
相が析出し、この結晶相はガラスのネットワークを補強
する形態で存在し、高強度の焼結体を得ることができる
からである。
【００３０】また、かかる系のガラスを５０〜９９．９
重量％の範囲で添加したのは、ガラス量が５０重量％よ
り少ない場合には、焼結体の緻密化温度が１０００℃よ
り高くなり金や銀、銅の導体を用いることができず、ガ
ラス量が９９．９重量％より多いと磁器自体の抗折強度
が低下するためである。
重量％の範囲で添加したのは、ガラス量が５０重量％よ
り少ない場合には、焼結体の緻密化温度が１０００℃よ
り高くなり金や銀、銅の導体を用いることができず、ガ
ラス量が９９．９重量％より多いと磁器自体の抗折強度
が低下するためである。
【００３１】従って、ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −ＭｇＯ−
ＺｎＯ−Ｂ2 Ｏ3 系ガラスの添加量は、６０〜９５重量
％がより望ましく、７０〜８５重量％が最も好ましい。
ＺｎＯ−Ｂ2 Ｏ3 系ガラスの添加量は、６０〜９５重量
％がより望ましく、７０〜８５重量％が最も好ましい。
【００３２】かかる系のガラスのより具体的な組成とし
てはＳｉＯ2 が４０〜４５重量％、Ａｌ2 Ｏ3 が２５〜
３０重量％、ＭｇＯが８〜１２重量％、ＺｎＯが６〜９
重量％、Ｂ2 Ｏ3 が８〜１１重量％が望ましい。
てはＳｉＯ2 が４０〜４５重量％、Ａｌ2 Ｏ3 が２５〜
３０重量％、ＭｇＯが８〜１２重量％、ＺｎＯが６〜９
重量％、Ｂ2 Ｏ3 が８〜１１重量％が望ましい。
【００３３】前記のような割合で添加混合した混合粉末
に適宜バインダーを添加した後、所定形状に成形し、Ｎ
2 、Ａｒ等の非酸化性雰囲気中において８００〜１００
０℃の温度で０．１〜５時間焼成する。この時の焼成温
度は８００℃より低いと磁器が十分に緻密化せず、１０
００℃を越えると金や銀、銅の導体を用いることができ
なくなる。
に適宜バインダーを添加した後、所定形状に成形し、Ｎ
2 、Ａｒ等の非酸化性雰囲気中において８００〜１００
０℃の温度で０．１〜５時間焼成する。この時の焼成温
度は８００℃より低いと磁器が十分に緻密化せず、１０
００℃を越えると金や銀、銅の導体を用いることができ
なくなる。
【００３４】また、かかる低温焼成磁器組成物を用いて
配線基板を作製する場合には、例えば、前記のようにし
て調合した混合粉末を公知のテープ成形法、例えばドク
ターブレード法、圧延法等に従い、絶縁層形成用のグリ
ーンシートを成形した後、そのシートの表面に配線層用
のメタライズとして、ＡｕやＡｇ、Ｃｕの粉末、特にＣ
ｕ粉末を含む金属ペーストを用いて、シート表面に配線
パターンをスクリーン印刷、グラビア印刷、オフセット
印刷等の手段により形成し、場合によってはシートにス
ルーホールを形成して該スルーホール内に上記ペースト
を充填する。その後、複数のシートを積層圧着した後、
前述した条件で焼成することにより、配線層と絶縁層と
を同時に焼成することができる。
配線基板を作製する場合には、例えば、前記のようにし
て調合した混合粉末を公知のテープ成形法、例えばドク
ターブレード法、圧延法等に従い、絶縁層形成用のグリ
ーンシートを成形した後、そのシートの表面に配線層用
のメタライズとして、ＡｕやＡｇ、Ｃｕの粉末、特にＣ
ｕ粉末を含む金属ペーストを用いて、シート表面に配線
パターンをスクリーン印刷、グラビア印刷、オフセット
印刷等の手段により形成し、場合によってはシートにス
ルーホールを形成して該スルーホール内に上記ペースト
を充填する。その後、複数のシートを積層圧着した後、
前述した条件で焼成することにより、配線層と絶縁層と
を同時に焼成することができる。
【００３５】
【実施例】以下、本発明の低温焼成磁器組成物について
具体的に詳述する。先ず、ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｍｇ
Ｏ−ＺｎＯ−Ｂ2 Ｏ3 系結晶性ガラスとして、 結晶性ガラスＡ：ＳｉＯ2 ４４重量％−Ａｌ2 Ｏ3 ２９重量％ −ＭｇＯ１１重量％ −ＺｎＯ７重量％ −Ｂ2 Ｏ3 ９重量％ 結晶性ガラスＢ：ＳｉＯ2 ５０重量％−Ａｌ2 Ｏ3 ２５重量％ −ＭｇＯ９重量％ −ＺｎＯ８重量％ −Ｂ2 Ｏ3 ８重量％ の２種のガラスと、平均粒径が１μｍ以下の酸化亜鉛
（ＺｎＯ）及び非晶質のシリカ（ＳｉＯ2 ）を表１の組
成に従って混合した。
具体的に詳述する。先ず、ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｍｇ
Ｏ−ＺｎＯ−Ｂ2 Ｏ3 系結晶性ガラスとして、 結晶性ガラスＡ：ＳｉＯ2 ４４重量％−Ａｌ2 Ｏ3 ２９重量％ −ＭｇＯ１１重量％ −ＺｎＯ７重量％ −Ｂ2 Ｏ3 ９重量％ 結晶性ガラスＢ：ＳｉＯ2 ５０重量％−Ａｌ2 Ｏ3 ２５重量％ −ＭｇＯ９重量％ −ＺｎＯ８重量％ −Ｂ2 Ｏ3 ８重量％ の２種のガラスと、平均粒径が１μｍ以下の酸化亜鉛
（ＺｎＯ）及び非晶質のシリカ（ＳｉＯ2 ）を表１の組
成に従って混合した。
【００３６】そして、前記混合物に有機バインダー、可
塑剤、トルエンを添加し、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。その後、こ
のグリーンシートを５枚積層し、５０℃の温度で１００
ｋｇ／ｃｍ2 の圧力を加えて熱圧着した。
塑剤、トルエンを添加し、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。その後、こ
のグリーンシートを５枚積層し、５０℃の温度で１００
ｋｇ／ｃｍ2 の圧力を加えて熱圧着した。
【００３７】かくして得られた積層体を水蒸気含有した
窒素雰囲気中で、７００℃の温度にて脱バインダーした
後、乾燥窒素中で表１の条件にて焼成して低温焼成磁器
組成物の焼結体を得た。
窒素雰囲気中で、７００℃の温度にて脱バインダーした
後、乾燥窒素中で表１の条件にて焼成して低温焼成磁器
組成物の焼結体を得た。
【００３８】
【表１】
【００３９】前記評価用の焼結体を用いて誘電率、誘電
正接、抗折強度をそれぞれ以下の方法で測定評価した。
正接、抗折強度をそれぞれ以下の方法で測定評価した。
【００４０】先ず、誘電率及び誘電正接は、前記焼結体
から直径１０ｍｍ、厚さ５ｍｍの試料を切り出し、１５
〜２０ＧＨｚ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円柱共振器法により測定し
た。
から直径１０ｍｍ、厚さ５ｍｍの試料を切り出し、１５
〜２０ＧＨｚ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円柱共振器法により測定し
た。
【００４１】具体的には、直径５０ｍｍの銅板治具の間
に試料の誘電体基板を挟んで測定し、共振器のＴＥ011
モードの共振特性より誘電率、誘電正接を算出した。
に試料の誘電体基板を挟んで測定し、共振器のＴＥ011
モードの共振特性より誘電率、誘電正接を算出した。
【００４２】次に抗折強度は、前記焼結体から長さ７０
ｍｍ、厚さ３ｍｍ、幅４ｍｍの測定試料を作製し、ＪＩ
Ｓ−Ｃ−２１４１の規定に準じて３点曲げ試験を行っ
た。
ｍｍ、厚さ３ｍｍ、幅４ｍｍの測定試料を作製し、ＪＩ
Ｓ−Ｃ−２１４１の規定に準じて３点曲げ試験を行っ
た。
【００４３】また、比較例として、フィラー成分として
前記酸化亜鉛及び非晶質のシリカに代えて、結晶性のシ
リカ及びカルシア（ＣａＯ）を用いて前記同様に焼結体
を作製し評価した。
前記酸化亜鉛及び非晶質のシリカに代えて、結晶性のシ
リカ及びカルシア（ＣａＯ）を用いて前記同様に焼結体
を作製し評価した。
【００４４】更に、前記結晶性ガラスに代わり、 結晶性ガラスＣ：ＳｉＯ2 ５５．２重量％−Ａｌ2 Ｏ3 １２重量％ −Ｂ2 Ｏ3 ４．４重量％ −ＢａＯ２０重量％ −ＺｎＯ６．７重量％ −Ｎａ2 Ｏ１．６重量％ −ＺｒＯ2 ０．１重量％ 結晶性ガラスＤ：ＳｉＯ2 ６０．７重量％−Ａｌ2 Ｏ3 ９．３重量％ −Ｂ2 Ｏ3 ５重量％ −ＳｒＯ１５．４重量％ −ＺｎＯ８．６重量％ −Ｋ2 Ｏ１重量％ の２種のガラスを用いて、平均粒径が１．０μｍの前記
各フィラーを種々組み合わせて前記同様に評価した。
各フィラーを種々組み合わせて前記同様に評価した。
【００４５】
【表２】
【００４６】表の結果から明らかなように、結晶相とし
てガーナイト結晶相と、エンスタタイト結晶相と、Ｓｉ
Ｏ2 結晶相と、Ｍｇ2 Ｂ2 Ｏ5 結晶相と、ガラス相が析
出したもの、あるいはガーナイト結晶相と、ＳｉＯ2 結
晶相と、ウイレマイト結晶相と、エンスタタイト結晶相
と、Ｍｇ2 Ｂ2 Ｏ5 結晶相と、ＺｎＯ結晶相と、ガラス
相が析出した本発明は、いずれも誘電率が５．６未満、
誘電正接が１０×１０-4以下、強度が２２ｋｇ／ｍｍ2
以上と高い値を示し、特に誘電特性に優れていることが
分かる。
てガーナイト結晶相と、エンスタタイト結晶相と、Ｓｉ
Ｏ2 結晶相と、Ｍｇ2 Ｂ2 Ｏ5 結晶相と、ガラス相が析
出したもの、あるいはガーナイト結晶相と、ＳｉＯ2 結
晶相と、ウイレマイト結晶相と、エンスタタイト結晶相
と、Ｍｇ2 Ｂ2 Ｏ5 結晶相と、ＺｎＯ結晶相と、ガラス
相が析出した本発明は、いずれも誘電率が５．６未満、
誘電正接が１０×１０-4以下、強度が２２ｋｇ／ｍｍ2
以上と高い値を示し、特に誘電特性に優れていることが
分かる。
【００４７】これに対して、ガラス量が５０重量％未満
である試料番号１、１４、１５及び２７では、焼成温度
を１２００℃以上１４００℃まで高めないと緻密化する
ことができず、誘電正接も２０×１０-4以上と高く、逆
に９９．９重量％を越える試料番号１０及び２３では強
度が１８ｋｇ／ｍｍ2 以下と低く、誘電正接も２０×１
０-4と高くなっている。
である試料番号１、１４、１５及び２７では、焼成温度
を１２００℃以上１４００℃まで高めないと緻密化する
ことができず、誘電正接も２０×１０-4以上と高く、逆
に９９．９重量％を越える試料番号１０及び２３では強
度が１８ｋｇ／ｍｍ2 以下と低く、誘電正接も２０×１
０-4と高くなっている。
【００４８】また、試料番号１１及び２４の如くフィラ
ーのいずれか一方の量が０．０１重量％未満になると、
いずれも強度が２０ｋｇ／ｍｍ2 以下と低くなってい
る。
ーのいずれか一方の量が０．０１重量％未満になると、
いずれも強度が２０ｋｇ／ｍｍ2 以下と低くなってい
る。
【００４９】一方、比較例として、結晶性のシリカをフ
ィラーに用いた試料番号３２は、誘電率は低いものの、
誘電正接が３５×１０-4とかなり高く、カルシアを用い
た試料番号３３では、誘電率も誘電正接も高く本発明の
目的を満足しない。
ィラーに用いた試料番号３２は、誘電率は低いものの、
誘電正接が３５×１０-4とかなり高く、カルシアを用い
た試料番号３３では、誘電率も誘電正接も高く本発明の
目的を満足しない。
【００５０】また、結晶化ガラスＣおよびＤを用いた比
較例の試料番号３４〜３７では、８００〜１０００℃の
低温域での焼成では充分に緻密化させることができず、
いずれも低誘電率、低誘電正接、高強度の焼結体を得ら
れないことが分かる。
較例の試料番号３４〜３７では、８００〜１０００℃の
低温域での焼成では充分に緻密化させることができず、
いずれも低誘電率、低誘電正接、高強度の焼結体を得ら
れないことが分かる。
【００５１】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の低温焼成磁
器組成物は、誘電率が低く誘電正接が小さいので、高周
波用途のマイクロ波用回路素子等において最適で小型化
も可能であり、更に、基板材料の高強度化により入出力
端子部に施すリードの接合や、実装における基板の信頼
性を向上できる上、８００〜１０００℃の低温度で焼成
可能なため、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ等による配線を同時焼成
により形成することができ、各種高周波用の多層配線基
板や半導体素子収納用パッケージ用基板として適用する
ことができる。
器組成物は、誘電率が低く誘電正接が小さいので、高周
波用途のマイクロ波用回路素子等において最適で小型化
も可能であり、更に、基板材料の高強度化により入出力
端子部に施すリードの接合や、実装における基板の信頼
性を向上できる上、８００〜１０００℃の低温度で焼成
可能なため、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ等による配線を同時焼成
により形成することができ、各種高周波用の多層配線基
板や半導体素子収納用パッケージ用基板として適用する
ことができる。
【図１】本発明の低温焼成磁器組成物の組織の概略図で
ある。
ある。
【図２】本発明の低温焼成磁器組成物の他の組織の概略
図である。
図である。
１ ガーナイト結晶相 ２ エンスタタイト結晶相 ３ ＳｉＯ2 結晶相 ４ Ｍｇ2 Ｂ2 Ｏ5 結晶相 ５ ガラス相 ６ ウイレマイト結晶相 ７ ＺｎＯ結晶相
Claims (2)
- 【請求項１】少なくともシリカ（ＳｉＯ2 ）、アルミナ
（Ａｌ2 Ｏ3 ）、マグネシア（ＭｇＯ）、酸化亜鉛（Ｚ
ｎＯ）及び酸化硼素（Ｂ2 Ｏ3 ）を含むガラスを５０〜
９９．９重量％と、亜鉛（Ｚｎ）の酸化物を０．０１〜
４９．９重量％と、非晶質のシリカ（ＳｉＯ2 ）を０．
０１〜４９．９重量％の割合で含み、かつ前記酸化亜鉛
（ＺｎＯ）の量が非晶質のシリカ（ＳｉＯ2 ）量より小
である混合粉末から成る成形体を、窒素（Ｎ2 ）、アル
ゴン（Ａｒ）等の非酸化性雰囲気中、８００〜１０００
℃の温度で焼成して得られる焼結体が、ガーナイト結晶
相と、エンスタタイト結晶相と、ＳｉＯ2 結晶相と、Ｍ
ｇ2 Ｂ2 Ｏ5 結晶相と、ガラス相とを含むことを特徴と
する低温焼成磁器組成物。 - 【請求項２】少なくともシリカ（ＳｉＯ2 ）、アルミナ
（Ａｌ2 Ｏ3 ）、マグネシア（ＭｇＯ）、酸化亜鉛（Ｚ
ｎＯ）及び酸化硼素（Ｂ2 Ｏ3 ）を含むガラスを５０〜
９９．９重量％と、亜鉛（Ｚｎ）の酸化物を０．０１〜
４９．９重量％と、非晶質のシリカ（ＳｉＯ2 ）を０．
０１〜４９．９重量％の割合で含み、かつ前記酸化亜鉛
（ＺｎＯ）の量が非晶質のシリカ（ＳｉＯ2 ）量と同量
以上である混合粉末から成る成形体を、窒素（Ｎ2 ）、
アルゴン（Ａｒ）等の非酸化性雰囲気中、８００〜１０
００℃の温度で焼成して得られる焼結体が、ガーナイト
結晶相と、ＳｉＯ2 結晶相と、ウイレマイト結晶相と、
エンスタタイト結晶相と、Ｍｇ2 Ｂ2 Ｏ5 結晶相と、Ｚ
ｎＯ結晶相と、ガラス相とを含むことを特徴とする低温
焼成磁器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01228496A JP3314130B2 (ja) | 1996-01-26 | 1996-01-26 | 低温焼成磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01228496A JP3314130B2 (ja) | 1996-01-26 | 1996-01-26 | 低温焼成磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09208298A JPH09208298A (ja) | 1997-08-12 |
| JP3314130B2 true JP3314130B2 (ja) | 2002-08-12 |
Family
ID=11801068
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01228496A Expired - Fee Related JP3314130B2 (ja) | 1996-01-26 | 1996-01-26 | 低温焼成磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3314130B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6348424B1 (en) | 1998-11-11 | 2002-02-19 | Nec Corporation | Low-temperature calcined glass ceramic and a manufacturing process therefor |
| GB2365007B (en) | 2000-07-21 | 2002-06-26 | Murata Manufacturing Co | Insulative ceramic compact |
| JP3680713B2 (ja) | 2000-07-21 | 2005-08-10 | 株式会社村田製作所 | 絶縁体磁器、セラミック多層基板、セラミック電子部品及び積層セラミック電子部品 |
| JP5057612B2 (ja) * | 2001-02-27 | 2012-10-24 | 京セラ株式会社 | 低温焼成磁器およびこれを用いた配線基板 |
-
1996
- 1996-01-26 JP JP01228496A patent/JP3314130B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09208298A (ja) | 1997-08-12 |
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