JP3401147B2 - 低温焼成磁器組成物 - Google Patents

低温焼成磁器組成物

Info

Publication number
JP3401147B2
JP3401147B2 JP21758596A JP21758596A JP3401147B2 JP 3401147 B2 JP3401147 B2 JP 3401147B2 JP 21758596 A JP21758596 A JP 21758596A JP 21758596 A JP21758596 A JP 21758596A JP 3401147 B2 JP3401147 B2 JP 3401147B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
glass
low temperature
weight
porcelain composition
sintered body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP21758596A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH1059767A (ja
Inventor
健 竹之下
弘志 内村
勇二 立石
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP21758596A priority Critical patent/JP3401147B2/ja
Publication of JPH1059767A publication Critical patent/JPH1059767A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3401147B2 publication Critical patent/JP3401147B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は低温焼成磁器組成物
に関するもので、特に配線パターンの微細化が可能な小
型化された高周波用多層配線基板や半導体素子収納用パ
ッケージ等に好適な低温焼成磁器組成物に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】従来よりエレクトロニクス分野における
混成集積回路装置や半導体素子収納用パッケージ等に用
いられる配線基板材料には、アルミナセラミックスが多
用されている。
【0003】しかしながら、近年の高度情報化時代にあ
っては、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っており、従来
のアルミナセラミックスでは焼成温度が1500〜16
00℃と極めて高く、同時焼成可能な配線導体としては
導体抵抗の大きなタングステン(W)やモリブデン(M
o)等の高融点金属を使用しなければならず、そのため
に高周波領域においては大きな導体抵抗が信号の伝送損
失を大としてしまい、前記諸要求を満足しないことか
ら、アルミナセラミックス自体が昨今の高周波用の配線
基板材料としては不適当であると言われている。
【0004】そこで前記欠点を解消するものとして、ガ
ラスとセラミックスの混合物を1000℃以下の低温で
焼成したガラスセラミックスを配線基板材料とするもの
が提案されており、例えば、ホウケイ酸ガラスとアルミ
ナフィラーを用い、配線導体として導体抵抗の小さい銅
(Cu)等を使用して1000℃以下の低い温度で同時
焼成したものでは、比誘電率が5〜10程度のものが得
られている。
【0005】一般に、ICやLSI、MMIC等の半導
体素子を多層配線基板や半導体素子収納用パッケージ等
に搭載する際、伝送線路がマイクロストリップラインの
場合には、信号線路と接地線路が同一面内に存在しない
ため、ボンディングワイヤにより接続されており、高周
波用として使用すると前記ボンディングワイヤのインダ
クタンスが大きいと信号の伝送損失も大となる傾向があ
った。
【0006】そこで、伝送線路として信号線路と接地線
路が同一面内に形成可能なコプレナー線路を用い、該コ
プレナー線路と前記半導体素子をフリップチップ接続法
で表面実装する方法が提案されている。
【0007】このように半導体素子を表面実装するため
に、同一面上に信号線路と該信号線路の両側に一定の間
隔で接地導体を設けたコプレナー線路は、前述の如く比
誘電率が5〜10程度のガラスセラミックスの場合、例
えば特性インピーダンスが50Ωのコプレナー線路を得
るために信号線路と接地導体の間隔を50μmとする
と、信号線路の幅は130〜300μmであることが必
要となり、高密度実装の妨げとなっていた。
【0008】即ち、比誘電率が10〜20程度と高くな
ると、信号線路の幅を50〜130μmと狭くすること
が可能となり、より高密度実装が可能になるということ
である。
【0009】そこで、1000℃以下の低温焼成で比誘
電率が大きく、緻密な焼結体を得るために、Al2 3
−SiO2 −ZnO−TiO2 −CaO−B2 3 −M
gO−Na2 O−K2 O系ガラスに、フィラーとしてス
トロンチウム(Sr)とカルシウム(Ca)のチタン酸
塩等を用いたガラスセラミックスが提案されている(特
開平5−270899号公報参照)。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記提
案のガラスセラミックスは、Al2 3 −SiO2 −Z
nO−TiO2 −CaO−B2 3 −MgO−Na2
−K2 O系ガラスを使用しているため、900〜100
0℃の温度で焼成した場合、ガラスが溶融してフィラー
に濡れ、フィラーの結晶粒子間の間隙を満たして緻密な
焼結体を得るためには、ガラスに対するフィラーの量比
を小さくする必要があり、例えば、前記チタン酸塩では
40重量%以下程度としなければならず、比誘電率を1
0以上とすることは困難であり、また、フィラーの量比
を問題としなければ、比誘電率が10を越えるものが得
られるものの抗折強度が極めて低く、高密度実装用の配
線基板材料として使用するには限界があるという課題が
あった。
【0011】
【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、比誘電率が10以上で、か
つ900〜1000℃の低い焼成温度で緻密な焼結体が
得られ、同時焼成でCu、Ag、Auを配線導体とした
多層化が可能な、かつ微細な配線パターンの形成が可能
な小型化された高周波用多層配線基板や半導体素子収納
用パッケージ等の高密度実装用の配線基板材料に好適な
低温焼成磁器組成物を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、前記課題
を鋭意検討した結果、比誘電率が10以上を示す緻密な
ガラスセラミック焼結体を得るには、高誘電率のフィラ
ーを用いてガラスに対する該フィラーの量比を大きくす
れば良く、そのためにはフィラーに対するガラスの濡れ
性を改善すべくガラスの流動性を良好ならしめれば良
く、係るガラスはその軟化点が低い程、低温で流動性と
フィラーに対する濡れ性が優れていることから、フィラ
ーの量比も増加し得ることを知見し、本発明に至った。
【0013】即ち、本発明の低温焼成磁器組成物は、9
00〜1000℃の焼成温度で緻密化する焼結体で、そ
の組成が28〜36重量%のB2 3 −ZnO−SiO
2 −Na2 O−Al2 3 系ガラスと、酸化物換算で2
〜8重量%のLiと、総量で60〜70重量%のMgと
Caのチタン酸塩から成り、得られた焼結体が10〜1
5の比誘電率を有することを特徴とするものである。
【0014】また、前記B2 3 −ZnO−SiO2
Na2 O−Al2 3 系ガラスが31〜35重量%と、
Liが酸化物換算で3〜4重量%と、MgとCaのチタ
ン酸塩が総量で63〜67重量%から成るものがより望
ましい。
【0015】
【作用】本発明の低温焼成磁器組成物によれば、非鉛系
ガラスとしては軟化点が約560℃と最も低いB2 3
−ZnO−SiO2 −Na2 O−Al2 3 系ガラスを
用いることから、該ガラスはフィラーの粒子中に少量分
散させることにより容易にフィラーの間隙を満たし、ま
たLiは前記ガラスの軟化点を更に低下するように作用
することから、前記ガラスとフィラーとして用いるMg
とCaのチタン酸塩との緻密化に有効に作用する。
【0016】また、前記フィラーとして用いるMgのチ
タン酸塩は誘電正接が小さいが、他方のCaのチタン酸
塩は、比誘電率が大きいという特性を有しており、その
量比をMgのチタン酸塩が大となるように選択すること
により比誘電率を10以上と大きく、かつ誘電正接を小
さくすることができる。
【0017】更に、本発明の低温焼成磁器組成物は、9
00〜1000℃の低温度でCu、Ag、Auの配線導
体と同時に焼成できることから、これらの配線導体を具
備した多層配線基板等の微細配線化が容易に達成でき
る。
【0018】
【発明の実施の形態】本発明の低温焼成磁器組成物は、
軟化点が約560℃とかなり低いB2 3 −ZnO−S
iO2 −Na2 O−Al2 3 系ガラスと、Li及びM
gとCaのチタン酸塩から成り、900〜1000℃の
焼成温度で緻密化する焼結体であり、、該焼結体の比誘
電率が10〜15を示すものである。
【0019】本発明の低温焼成磁器組成物において、前
記B2 3 −ZnO−SiO2 −Na2 O−Al2 3
系ガラスの量が28重量%未満の場合、他の組成量が所
定範囲内であっても、フィラー粒子間がガラスで充填さ
れないため、焼結不良となり緻密な焼結体が得られず、
一方、36重量%を越えると、過焼結となりボイドが発
生するため、緻密な焼結体が得られない。
【0020】従って、前記ガラスの量は、28〜36重
量%に特定され、特に焼結性に点からは31〜35重量
%がより望ましい。
【0021】また、前記ガラスとMgとCaのチタン酸
塩の量がそれぞれ所定範囲内であっても、Liの量が酸
化物換算で2重量%未満の場合、前述の如きLiの作用
効果が望めず、焼結不良となり、逆に8重量%を越える
と過焼結となる。
【0022】従って、前記Liの量は酸化物換算で2〜
8重量%となり、より望ましくは3〜4重量%となる。
【0023】一方、MgとCaのチタン酸塩が総量で6
0重量%未満の場合、比誘電率が10未満となり、また
ガラス量が多いことから過焼結となる。更に、70重量
%を越えると逆にガラス量が少なくなり、焼結不良とな
り、いずれも誘電正接が大となる。
【0024】従って、前記チタン酸塩の量は、60〜7
0重量%に特定され、焼結性の点からは、63〜67重
量%がより好適である。
【0025】次に、焼成温度が900℃未満の場合に
は、原料の配合量がそれぞれ所定範囲内であっても、焼
結不足となり、それらは比誘電率が小さく、誘電正接が
大となり、所期の目的を達成し得ない。
【0026】逆に1000℃を越えると、焼結性が向上
する反面、過焼結となりボイドを生じて緻密な焼結体が
得られず、かつ比誘電率も小さく、誘電正接が大となる
他、CuやAg、Auの導体を用いて同時焼成すること
ができなくなる。
【0027】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、原料粉末の混合
物を公知のテープ成形法、即ちドクターブレード法や圧
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、そのシート表面に配線層用のメタライズとして、
CuやAg、Auの粉末、特にCu粉末を含む金属ペー
ストを用いて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するととも
に、必要に応じてシートにスルーホールを形成して該ス
ルーホール内に前記ペーストを充填し、次いで複数のシ
ートを積層圧着した後、N2 やArガス等の非酸化性雰
囲気中、前記焼成温度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。
【0028】
【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、平均粒径が5μm以下のB2
3 −ZnO−SiO2 −Na2 O−Al2 3 系ガラ
スと、平均粒径が10μm以下のLiの炭酸塩、及び平
均粒径が7μm以下のMgのチタン酸塩と、平均粒径が
7μm以下のCaのチタン酸塩の各粉末を表1に示す組
成に従って混合した。
【0029】そして、前記混合物に有機バインダー、可
塑剤、有機溶媒を添加して泥漿を調製し、該泥漿を乾燥
してメッシュパスすることにより、成形用粉末を作製し
た後、該成形用粉末をプレス成形して厚さ6.5mmの
円板状の成形体と、縦45mm、横6mm、厚さ4.5
mmの平板状の成形体を得た。
【0030】かくして得られた成形体を、大気中、45
0℃にて脱バインダー処理した後、表1に示す条件にて
焼成して低温焼成磁器組成物の焼結体を得た。
【0031】尚、ホウケイ酸系ガラスとチタン酸塩から
成るガラスセラミックスとして、平均粒径が5μm以下
のAl2 3 −SiO2 −ZnO−B2 3 −MgO系
ガラスに、平均粒径が7μm以下のSrのチタン酸塩を
用いて前記同様にして作製した焼結体を比較例とした。
【0032】
【表1】
【0033】前記評価用の焼結体を用いて焼結性及び比
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。
【0034】先ず、焼結性は浸透探傷液に浸漬して該液
の浸透の有無を目視検査し、全く浸透の痕跡の認められ
ないもののみを良と評価した。
【0035】一方、比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、1
0〜30GHz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。
【0036】具体的には、直径50mmの銅板治具の間
に前記評価用の焼結体から成る試料を挟んで測定し、共
振器のTE011モードの共振特性から比誘電率、誘電
正接を算出した。
【0037】また、抗折強度はJISR1601の規格
に準じて前記平板状焼結体から所定の4点曲げ試験片を
作製し、上スパン10mm、下スパン30mmで4点曲
げ試験を行って求めた。
【0038】
【表2】
【0039】表の結果から明らかなように、本発明の請
求範囲外である試料番号1、7、8、14、15、2
1、24、31、32、33はいずれも焼結性が悪く、
抗折強度も200MPa未満と低く、比誘電率も10未
満のものもあり、比較例の試料番号34は焼結性は良好
なるも、比誘電率が8.2と低く、抗折強度も200M
Pa未満と低く実用的でない。
【0040】それに対して、本発明ではいずれも焼結性
に問題はなく、比誘電率も12.0以上を、抗折強度も
200MPa以上を示している。
【0041】
【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、比誘電率が高く誘電正接が小さい緻密な焼
結体が得られるので、配線パターンの微細化が可能とな
り、更に配線基板材料として高強度化により入出力端子
部でのリードの接合や、高密度実装における基板の信頼
性を向上できる上、900〜1000℃の低温度で焼成
可能なため、Cu、Ag、Au等による配線を同時焼成
により形成することができ、高密度実装が可能な各種高
周波用の小型化された多層配線基板や半導体素子収納用
パッケージの基板材料として好適である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−315852(JP,A) 特開 平9−235157(JP,A) 特開 平8−208330(JP,A) 特開 平10−53461(JP,A) 特開 平10−36166(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C04B 35/42 - 35/50 CA(STN) REGISTRY(STN)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ホウケイ酸亜鉛系(B2 3 −ZnO−S
    iO2 −Na2 O−Al2 3 系)ガラスが28〜36
    重量%と、リチウム(Li)が酸化物換算で2〜8重量
    %と、マグネシウム(Mg)とカルシウム(Ca)のチ
    タン酸塩が総量で60〜70重量%とから成り、900
    〜1000℃の焼成温度で緻密化する焼結体であって、
    該焼結体の比誘電率が10〜15であることを特徴とす
    る低温焼成磁器組成物。
  2. 【請求項2】前記ホウケイ酸亜鉛系(B2 3 −ZnO
    −SiO2 −Na2O−Al2 3 系)ガラスが31〜
    35重量%と、リチウム(Li)が酸化物換算で3〜4
    重量%と、マグネシウム(Mg)とカルシウム(Ca)
    のチタン酸塩が総量で63〜67重量%とから成ること
    を特徴とする請求項1記載の低温焼成磁器組成物。
JP21758596A 1996-08-19 1996-08-19 低温焼成磁器組成物 Expired - Fee Related JP3401147B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21758596A JP3401147B2 (ja) 1996-08-19 1996-08-19 低温焼成磁器組成物

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21758596A JP3401147B2 (ja) 1996-08-19 1996-08-19 低温焼成磁器組成物

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH1059767A JPH1059767A (ja) 1998-03-03
JP3401147B2 true JP3401147B2 (ja) 2003-04-28

Family

ID=16706598

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP21758596A Expired - Fee Related JP3401147B2 (ja) 1996-08-19 1996-08-19 低温焼成磁器組成物

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3401147B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
CN114988865B (zh) * 2022-06-10 2023-03-21 深圳顺络电子股份有限公司 一种低温共烧的陶瓷材料及制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH1059767A (ja) 1998-03-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5232765A (en) Distributed constant circuit board using ceramic substrate material
JP3517062B2 (ja) 銅メタライズ組成物及びそれを用いたガラスセラミック配線基板
JP3890779B2 (ja) ガラスセラミックス組成物
JP3793559B2 (ja) 高周波用磁器組成物および高周波用磁器
JP3401147B2 (ja) 低温焼成磁器組成物
JP3377898B2 (ja) 低温焼成磁器組成物
JPH10275963A (ja) 高周波用配線基板
JP4202117B2 (ja) 高周波用低温焼成磁器組成物及びその製造方法
US7300897B2 (en) Low temperature sintering ceramic composition for high frequency, method of fabricating the same and electronic component
JP3441924B2 (ja) 配線基板およびその実装構造
JPH10297960A (ja) 低温焼成磁器組成物および低温焼成磁器の製造方法
JP3314130B2 (ja) 低温焼成磁器組成物
JP3363299B2 (ja) 低温焼成磁器組成物
JP3420437B2 (ja) 低温焼成磁器組成物
JP3556475B2 (ja) 高周波用磁器組成物および高周波用磁器の製造方法
JP4540297B2 (ja) 低温焼成磁器組成物および低温焼成磁器並びに配線基板
JP3441941B2 (ja) 配線基板およびその実装構造
JP3085667B2 (ja) 高周波用磁器組成物および高周波用磁器並びにその製造方法
JP3441950B2 (ja) 配線基板およびその実装構造
JP3628146B2 (ja) 低温焼成磁器組成物および低温焼成磁器
JP3610226B2 (ja) 配線基板およびその実装構造
JP3363297B2 (ja) 低温焼成磁器組成物
JP2005101095A (ja) 磁器用組成物及び磁器、並びに磁器の製造方法
JP3792355B2 (ja) 高強度セラミック焼結体及びその製造方法並びに配線基板
JP3323069B2 (ja) 低温焼成磁器組成物

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090221

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100221

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100221

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110221

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110221

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120221

Year of fee payment: 9

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees