JP4462433B2 - 誘電体材料 - Google Patents

Description

本発明は、多層配線基板に用いられる誘電体材料に関し、特に低温焼成が可能であるとともに、当該基板上に外部導体が形成されることによる反り量を低減することのできる誘電体材料に関するものである。

従来の多層配線基板を構成する誘電体材料として酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）が汎用されていた。しかし、Ａｌ_２Ｏ_３は焼成温度が１５５０℃と高温であるため、配線を構成する導体と同時に焼成するためには、Ｗ、Ｍｏ等の高融点金属を導体として用いることが必要である。また、Ａｌ_２Ｏ_３は比誘電率（εｒ）が８〜１０と大きいため、信号処理遅延が危惧される。つまり、Ａｌ_２Ｏ_３自体を基板材料としたのでは、信号処理の高速化に対応することが困難となる。

そこで低温で焼成するガラスを含む誘電体材料が使用されるようになった。例えば、軟化点７００〜９００℃程度のガラスフリットとＡｌ_２Ｏ_３フィラーとを混合することにより、１０００℃以下の低温で焼成が可能な材料が使用されるようになった。この場合、低温での焼成が可能なことから、ＷやＭｏに比し、導電率が高いが、融点の低いＡｇやＣｕを導体として用いて誘電体材料と同時焼成したいという要求に応えることも可能になる。この誘電体材料は、比誘電率（εｒ）を５〜７とすることができるため、信号遅延を抑制することができる。この誘電体材料としては、例えば特許文献１（特開平１−１３２１９４号公報）が知られている。

特許文献１は、Ａｌ_２Ｏ_３成分：３０〜５０ｗｔ％及びガラス成分：７０〜５０ｗｔ％とを含み、ガラス成分がＳｉＯ_２：４６〜６０ｗｔ％、Ｂ_２Ｏ_３：０．５〜５ｗｔ％、Ａｌ_２Ｏ_３：６〜１７．５ｗｔ％及びアルカリ土類金属酸化物：２５〜４５ｗｔ％の組成を有し、アルカリ土類金属酸化物中の少なくとも６０ｗｔ％がＳｒＯである誘電体材料を開示している。

特開平１−１３２１４９号公報

ところで、多層配線基板にＩＣチップを搭載する場合、多層配線基板表面の搭載部分には導体（以下、外部導体）が形成されている。ここで、外部導体には、基板表面への密着性が要求される。また、外部導体の領域は、ＩＣチップの搭載を確保するために、所定の平坦性が要求される。したがって、外部導体を形成する過程で基板に発生する反り量を低減する必要がある。
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、外部導体の密着性が良好であるとともに、外部導体形成よる反り量を低減することができる誘電体材料を提供することを目的とする。

本発明者等は上記目的を達成する検討を行った。その結果、特許文献１に開示されている誘電体材料は、ある種の外部導体との密着性に優れることを知見した。ここで、ある種の外部導体とは、ＺｎＯを主成分とするガラス（以下、ＺｎＯ系ガラス）とＡｇとから構成される。しかし、ＺｎＯ系ガラスとＡｇとから構成される外部導体を用いた場合には、焼成後に許容し得ない反りが多層基板に発生することが判明した。この原因は現時点で明らかになっていないが、外部導体中のＺｎと誘電体材料中のＡｌとが反応して、外部導体と多層基板との界面にＺｎＡｌ_２Ｏ_４が生成したことに起因しているものと解される。そこで、Ｚｎと反応しない元素からなる誘電体成分を誘電体層のフィラーとして用いたところ、多層基板の反りを、ＩＣチップ搭載にとって問題ない程度に抑制できることを知見した。この知見に基づく本発明は、少なくとも外部導体と接触する誘電体層は、誘電体成分：５〜４０ｖｏｌ％及びガラス成分：６０〜９５ｖｏｌ％を含み、誘電体成分は、焼成過程においてＺｎに対して安定な誘電体成分から構成され、誘電体成分は、周期律表ＩＶａ族元素、Ｖａ族元素及びＶＩａ族元素の酸化物の１種又は２種以上であり、ガラス成分は、ＳｉＯ_２：４６〜６０ｗｔ％、Ｂ_２Ｏ_３：０．５〜５ｗｔ％、Ａｌ_２Ｏ_３：６〜１７．５ｗｔ％及び周期律表IIａ族元素の酸化物：２５〜４５ｗｔ％の組成を有し、周期律表IIａ族元素の酸化物中の少なくとも６０ｗｔ％をＳｒＯが占め、外部導体は、Ａｇからなる導電体成分と、ＺｎＯ系ガラスからなるガラス成分とからなることを特徴とする多層配線基板により目的を達成する。

本発明において、誘電体成分としてフォルステライト（Ｍｇ _２ ＳｉＯ _４ ）を用いることも可能であり、したがって、周期律表ＩＶａ族元素、Ｖａ族元素及びＶＩａ族元素の酸化物の１種又は２種以上とフォルステライト（Ｍｇ_２ＳｉＯ_４）とを複合して用いることもできる。
以上の本発明の多層配線基板において、誘電体成分が５〜２０ｖｏｌ％であることが好ましい。

本発明によれば、外部導体の密着性が良好であるとともに、外部導体形成による反り量を低減することができる誘電体材料を提供することができる。

以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
＜配線基板構成＞
本発明の誘電体材料を用いた多層配線基板の一構成例を図１に示す。
図１に示される多層配線基板１０は、積層された複数の誘電体層１１〜１７を有している。
誘電体層１１の表面には、外部導体３１、３２、３３が形成されている。この外部導体３１、３２、３３の表面に、ＩＣチップを搭載することができる。
誘電体層１２と誘電体層１３との間、誘電体層１３と誘電体層１４との間には、それぞれ内部導体１１３及び１２３が設けられ、各内部導体１１３及び１２３は、各々スルーホール電極２１及び２３を介して外部導体３１及び３３と電気的に接続されている。
誘電体層１７の表面には端子電極４１及び４２が形成されており、この端子電極４１及び４２は、各々スルーホール電極２２及び２４を介して外部導体３１及び３３と電気的に接続されている。

外部導体３１、３２、３３には、Ｃｕ又はＡｇを用いることが好ましく、特に酸素含有雰囲気、例えば大気中で焼成する場合には、Ａｇを用いることが好ましい。また、内部導体１１３、１２３及びスルーホール電極２１、２２、２３、２４には、導電性が良いこと等を優先させる点からＡｇ又はＣｕを主体とする導体を用いることが好ましく、特に、酸素含有雰囲気、例えば大気中で焼成する場合にはＡｇを用いることが好ましい。

本実施の形態において、誘電体層１１〜１７は、誘電体成分：５〜４０ｖｏｌ％及びガラス成分：６０〜９５ｖｏｌ％とを含む。ここで、誘電体成分としては、後述する外部導体３１、３３に含まれるガラス成分中のＺｎと焼成過程で安定、つまり焼成過程でＺｎと反応し化合物を生成しない誘電体成分を用いる。誘電体成分としてアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）を用いると、前述したように、反りが顕著に発生する。そこで本発明では、反り量の低減のために、Ｚｎと焼成過程で安定な誘電体成分を用いることとした。誘電体成分の具体例としては、周期律表ＩＶａ族元素、Ｖａ族元素及びＶＩａ族元素の酸化物の１種又は２種以上を用いることができる。ここで、周期律表ＩＶａ族元素とはＴｉ、Ｚｒ及びＨｆである。また、周期律表Ｖａ族元素とはＶ、Ｎｂ及びＴａである。さらに、周期律表ＶＩａ族元素とはＣｒ、Ｍｏ及びＷである。本発明の誘電体成分としてこれらの酸化物を用いることができるが、この酸化物は他の元素との複合酸化物の形態であってもよい。たとえば、ＺｒＳｉＯ_４、ＣａＺｒＯ_３、ＳｒＺｒＯ_３及びＢａＺｒＯ_３である。

誘電体成分としては、フォルステライト（Ｍｇ_２ＳｉＯ_４）を用いることも好ましい。フォルステライト（Ｍｇ_２ＳｉＯ_４）は、反り量の低減に効果があるとともに、比誘電率εｒが低いという利点がある。上述した周期律表ＩＶａ族元素、Ｖａ族元素及びＶＩａ族元素の酸化物とフォルステライト（Ｍｇ_２ＳｉＯ_４）を複合して用いることもできる。

誘電体層１１〜１７を構成する誘電体成分が５ｖｏｌ％未満、すなわちガラス成分が９５ｖｏｌ％を超えると焼成可能な温度範囲が著しく狭くなる。また、誘電体成分が４０ｖｏｌ％を超える、つまりガラス成分が６０ｖｏｌ％未満になると、１０００℃以下の焼成温度で緻密な焼成体が得られなくなる。誘電体層１１〜１７を構成する誘電体成分は５〜３０ｖｏｌ％とするのが好ましく、５〜２０ｖｏｌ％とするのがより好ましい。

誘電体層１１〜１７を構成するガラス成分は、ＳｉＯ_２：４６〜６０ｗｔ％、Ｂ_２Ｏ_３：０．５〜５ｗｔ％、Ａｌ_２Ｏ_３：６〜１７．５ｗｔ％及び周期律表IIａ族元素の酸化物：２５〜４５ｗｔ％の組成を有する。ＳｉＯ_２が４６ｗｔ％未満ではガラス化が困難になり、６０ｗｔ％を超えると融点が高くなりすぎて低温焼成ができなくなる。ＳｉＯ_２は４７〜５５ｗｔ％とすることが好ましい。
Ｂ_２Ｏ_３が０．５ｗｔ％未満ではガラス化温度が若干高くなるとともに焼成温度が高くなりすぎて好ましくない。また、Ｂ_２Ｏ_３が５ｗｔ％を超えると焼成後の耐湿性の低下を招く。Ｂ_２Ｏ_３は１〜４ｗｔ％とすることが好ましい。
Ａｌ_２Ｏ_３が６ｗｔ％未満ではガラス成分の強度が低下し、１７．５ｗｔ％を超えるとガラス化が困難になる。Ａｌ_２Ｏ_３が７〜１６．５ｗｔ％とすることが好ましい。

ガラス成分中の周期律表IIａ族元素の酸化物としては、ＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ及びＲａＯを含むが、その合計量の６０ｗｔ％、好ましくは８０ｗｔ％以上がＳｒＯであることが必要である。この量が６０ｗｔ％未満では、誘電体成分との熱膨張係数の差を抑制することによる磁器の高強度化を図ることが困難になる。また、他の周期律表IIａ族酸化物としては、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＢａＯを用いることが好ましく、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＢａＯは、合計で１ｗｔ％以上にするのが好ましく、ＭｇＯ及びＣａＯを各々０．２ｗｔ％以上、特に０．５ｗｔ％以上とするのが好ましく、ＭｇＯとＣａＯの合計で１０ｗｔ％以下、さらにＣａＯは５ｗｔ％以下とするのが好ましい。また、ＢａＯは５ｗｔ％以下にするのが好ましい。５ｗｔ％を超えると誘電率が高くなりすぎるためである。
なお、本発明が以上のようなガラス組成を採用する根拠は、特許文献１の参考例１〜３に開示されている通りである。

次に、本実施の形態において、外部導体３１、３２、３３は、導電体成分及びガラス成分から構成される。
導電体成分としては、公知の金属材料を用いることができるが、前述したように、Ａｇを用いることが好ましい。
外部導体３１、３２、３３に用いるガラス成分として、ＺｎＯを主成分とするガラスを用いる。ＺｎＯを主成分とするガラスを含む外部導体３１、３２、３３は、誘電体層１１に対する密着性が高い。そこで、本実施の形態ではＺｎＯを主成分とするガラスを含む外部導体３１、３２、３３を用いる。ＺｎＯを主成分とするガラスは、ＺｎＯを６０〜７５ｗｔ％含むことが好ましい。ＺｎＯが６０ｗｔ％未満ではガラスの軟化点が上がってしまうからであり、また７５ｗｔ％を超えるとガラス化しないからである。

ＺｎＯを主成分とするガラスは、ＺｎＯ以外には、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、アルカリ金属酸化物、周期律表IIａ族元素の酸化物の少なくとも１種を２５〜４０ｗｔ％含むことが好ましい。アルカリ金属酸化物としては、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ、Ｒｂ_２Ｏ、Ｃｓ_２Ｏ及びＦｒ_２Ｏを含むが、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋを用いることが好ましい。また、周期律表IIａ族元素の酸化物としては、ＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ及びＲａＯを含むが、ＢａＯ、ＣａＯ、ＳｒＯを用いることが好ましい。ＺｎＯ以外の組成物として、ＳｉＯ_２：５〜２０ｗｔ％、Ａｌ_２Ｏ_３：０〜２０ｗｔ％（０を含まず）、アルカリ金属酸化物：０〜１０ｗｔ％（０を含まず）、周期律表IIａ族元素の酸化物：０〜２０ｗｔ％（０を含まず）とすることが好ましい。

外部導体３１、３２、３３におけるガラス成分の量は２〜６ｖｏｌ％、つまり導電体成分の量を９４〜９８ｖｏｌ％とすることが好ましい。ガラス成分が２ｖｏｌ％未満では誘電体と導体の結合が弱くなるからであり、６ｖｏｌ％を超えると導体の抵抗率が上がるからである。なお、内部導体１１３、１２３、スルーホール電極２１、２２、２３、２４も外部導体３１、３２、３３と同様の導電体成分及びガラス成分から構成することができる。

多層配線基板１０は、厚膜法により製造することができる。厚膜法では、誘電体層用ペーストを用意する。誘電体層用ペーストは、誘電体成分粒子とガラス成分粒子とからなる誘電体層材料にビヒクルを加えて調製される。

誘電体成分粒子の平均粒径に特に制限はないが、０．５〜３μｍ程度とすることが好ましい。０．５μｍ未満ではシート形成が困難となり、３μｍを超えると誘電体層の強度が不足する傾向にある。ガラス成分粒子の平均粒径には特に制限はないが、成形性等を考慮して、通常、１〜２．５μｍ程度のものを用いるのが好ましい。

ペースト調製に用いるビヒクルとしては、エチルセルロース、ポリビニルブチラール、メタクリル樹脂、ブチルメタアクリレート等のバインダ、テルピネオール、ブチルカルビトール、ブチルカルビ トールアセテート、アセテート、トルエン、アルコール、キシレン等の溶剤、その他各種分散剤、活性剤、可塑剤等が含まれるものであり、これらのうち任意のものが目的に応じて適宜選択される。ビヒクルの添加量は、誘電体成分粒子及びガラス成分粒子の合計量１００重量部に対し、６５〜８５重量部程度とすることが好ましい。

また、外部導体用ペースト、内部導体用ペースト、スルーホール電極用ペーストを用意する。これらのペーストは、導電体成分粒子とガラス成分粒子とからなる導電体組成物にビヒクルを加えて調製される。ビヒクルについては、導電体層用ペーストと同様とすればよい。

次いで、誘電体層となるグリーンシートを作製する。この場合、前述したペーストを用い、例えばドクターブレード法により所定枚数作製する。

次いで、グリーンシート上にパンチングマシーンや金型プレスやレーザーを用いてスルーホールを形成し、その後、内部導体用ペーストを各グリーンシート上に、例えばスクリーン印刷法により印刷し、所定のパターンの内部導体前駆体を形成するとともにスルーホール内にスルーホール電極前駆体を充填する。また、外部導体用ペーストをスクリーン印刷法等により印刷して、外部導体前駆体を形成する。
次いで、各グリーンシートを重ね合せ、熱プレス（約４０〜１２０℃、５０〜１０００ｋｇｆ／ｃｍ^２) を加えてグリーンシートの積層体とし、必要に応じて脱バインダ処理、切断用溝の形成等を行なう。

本実施の形態において、誘電体層１１〜１７の全てを上述した本実施の形態の誘電体成分を含む層とすることができるが、本実施の形態はこの形態に限定されない。
すなわち本実施の形態は、ＺｎＯを主成分とするガラスを含む外部導体３１、３２、３３と接触する誘電体層１１を本実施の形態の誘電体成分で含む層とすればよい。外部導体３１、３２、３３の密着性を確保しつつ反り量を低減するためである。この場合、他の誘電体層１２〜１７は、特許文献１に開示されるＡｌ_２Ｏ_３を誘電体成分として含む層とすることができる。ただし、焼成時の多層配線基板１０全体の反り量低減のために、誘電体層１７は本実施の形態の誘電体成分を含む層とすることが好ましい。

また、内部導体１１３、１２３が導電体成分とＺｎＯを主成分とするガラスとから構成される場合には、内部導体１１３、１２３と接触する誘電体層１２及び１３を本実施の形態の誘電体成分を含む層とすることが好ましい。さらに、端子電極４１、４２が導電体成分とＺｎＯを主成分とするガラスとから構成される場合には、端子電極４１、４２と接触する誘電体層１７を本実施の形態の誘電体成分を含む層とすることが好ましい。

以上の通りであり、本実施の形態においては導電体成分とＺｎＯを主成分とするガラスとから構成される導電体層と接触する部位に配置される誘電体として、焼成過程においてＺｎに対して安定な誘電体成分を用いることが必要であり、配置される具体的部位は、導電体成分とＺｎＯを主成分とするガラスとから構成される層によって適宜定められる。

以下の要領で誘電体層用ペースト及び外部導体用ペーストを作製した。
誘電体層用ペーストは、誘電体組成物とビヒクルによって構成される。誘電体組成物は、表１に示される化合物及び量の誘電体成分（平均粒径１〜２μｍ）と、残部のガラス成分とから構成される。ガラス成分は以下の組成を有する平均粒径１〜２μｍのガラス粒子である。
以上の誘電体組成物１００重量部に対してバインダとしてのブチルメタアクリレート、溶剤としてのトルエン、エタノールを９２重量部添加してボールミルで１６時間混合して誘電体層用ペーストを作製した。

誘電体組成物のガラス組成
ＳｉＯ_２：５２．５ｗｔ％、Ｂ_２Ｏ_３：３．５ｗｔ％、Ａｌ_２Ｏ_３：１１．５ｗｔ％、
ＭｇＯ：２．０ｗｔ％、ＣａＯ：３．０ｗｔ％、ＳｒＯ：２７．５ｗｔ％

外部導体用ペーストは、外部導体組成物とビヒクルによって構成される。外部導体組成物は、平均粒径２μｍのＡｇ粒子と、残部のガラス成分とから構成される。外部導体組成物において、Ａｇ粒子は９６ｖｏｌ％、ガラス成分は４ｖｏｌ％である。また、ガラス成分は以下の組成を有する平均粒径１μｍのガラス粒子である。
以上の外部導体組成物のガラス成分１００重量部に対して、バインダとしてのエチルセルロース、溶剤としてのテルピネオールを２０重量部添加してボールミルで１６時間混合して外部導体用ペーストを作製した。

外部導体組成物のガラス組成
ＺｎＯ：６５．０ｗｔ％、ＳｉＯ_２：１５．０ｗｔ％、Ａｌ_２Ｏ_３：５．０ｗｔ％、
ＣａＯ：１０．０ｗｔ、Ｎａ_２Ｏ：５．０ｗｔ％

誘電体層用ペーストを用い、ドクターブレード法により厚さ６５μｍのグリーンシートを作製し、このグリーンシートを積層した後に、最表面のグリーンシート上に外部導体用ペーストをスクリーン印刷法により印刷した。この積層体を熱プレスした後に、脱脂し、ついで大気中で９００℃、３０分間焼成した。得られた多層基板の寸法は１３ｍｍ×１３ｍｍ×１ｍｍであり、外部導体の寸法は５．３ｍｍ×５．３ｍｍである。焼成後、多層基板Ｌの外部導体Ｃが形成された面の反りを、図２に示す線に沿って測定した。なお、触針式の表面粗さ計を用いて図２の線に沿って粗さを測定し、得られた高低差をもって反り量とした。

反りの測定結果を表１、図３及び図４に示す。表１、図３及び図４に示すように、誘電体成分としてＡｌ_２Ｏ_３を用いると１３０μｍを超える反りが発生しているのに対して、誘電体成分としてＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｔａ_２Ｏ_５、ＺｒＳｉＯ_４、ＣａＺｒＯ_３、ＳｒＺｒＯ_３及びＢａＺｒＯ_３を用いると、５〜４０ｖｏｌ％の範囲で反りを５０μｍ以下に抑制できる。これら誘電体成分の中で、ＣａＺｒＯ_３、ＳｒＺｒＯ_３及びＢａＺｒＯ_３が反り量の低減にとって有利である。
なお、外部導体の密着強度を、以下の条件によるＰＣＴ（プレッシャークッカー試験）により判断したところ、ＰＣＴ後も外部導体が強固に密着していることが確認された。一方で、外部導体のガラス成分をＳｉ−Ｎａ−Ａｌ−Ｚｒ−Ｏガラスとしたところ、同様のＰＣＴで外部導体の剥離が観察された。
ＰＣＴ条件
温度：１２１℃
湿度：９６％ＲＨ（相対湿度）
圧力：２ａｔｍ
保持時間：６０時間

得られた多層基板について、比誘電率εｒを測定した。その結果を表２、図５及び図６に示す。表２、図５及び図６に示すように、多層配線基板としての信号遅延を抑制するためには比誘電率εｒが低いことが望まれるが、その場合にはＺｒＳｉＯ_４、ＣａＺｒＯ_３、ＳｒＺｒＯ_３及びＢａＺｒＯ_３の１種又は２種以上を用いることが有利である。

得られた多層基板について線膨張係数α（ｐｐｍ／Ｋ）を測定した。その結果を表３、図７及び図８に示す。表３、図７及び図８に示すように、誘電体成分としてのＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｔａ_２Ｏ_５、ＺｒＳｉＯ_４、ＣａＺｒＯ_３、ＳｒＺｒＯ_３及びＢａＺｒＯ_３の量が増加すると線膨張係数αが大きくなるものと小さくなるものがある。

ここで、誘電体層１１〜１７の各層が同一誘電体成分を含む場合には線膨張係数αが問題視されることはない。しかるに、誘電体層１１〜１７の中で異なる誘電体成分を含む場合であっても、各誘電体層１１〜１７の線膨張係数αが一致又は近似していることが好ましい。焼成時あるいは多層配線基板使用時の昇温・降温において各誘電体層１１〜１７に発生する伸縮量が大きく相違すると、各層間に生じる歪が無視できなくなるからである。例えば、誘電体層１２〜１６が誘電体成分としてＡｌ_２Ｏ_３を含む場合には、図７及び図８より、誘電体層１１及び１７の誘電体成分としてＴｉＯ_２又はＺｒＯ_２を用いることが好ましい。特に、誘電体成分としてＴｉＯ_２を用いる場合には含有量を５〜２０ｖｏｌ％とし、ＺｒＯ_２を用いる場合には含有量を２０〜３０ｖｏｌ％とすることにより、誘電体層１１及び１７の線膨張係数αを誘電体層１２〜１６の線膨張係数長αに一致又は近似させることができる。

誘電体成分としてのＴｉＯ_２及びＺｒＯ_２を用いて作製された多層基板について品質係数Ｑを求めた。その結果を表４及び図９に示す。表４及び図９に示すように、誘電体成分としてのＴｉＯ_２及びＺｒＯ_２の量が増加すると品質係数Ｑが向上することがわかる。

次に、誘電体層と外部導体との界面に存在する結晶相をＸＲＤ（X-ray diffraction）により観察した結果を図１８に示す。なお、観察したのは、誘電体成分としてＴｉＯ_２を１５ｖｏｌ％含む誘電体層と外部導体の界面、及び誘電体成分としてＡｌ_２Ｏ_３を３０ｖｏｌ％含む誘電体層と外部導体の界面である。

図１８より、誘電体成分としてＴｉＯ_２を含む誘電体層と外部導体の界面には、ＴｉＯ_２、Ｚｎ_２ＳｉＯ_４及びＳｒＡｌ_２Ｓｉ_２Ｏ_８が確認された。このＴｉＯ_２は誘電体成分に基づくものである。Ｚｎ_２ＳｉＯ_４は外部導体に含まれるガラス成分の結晶化に基づき、ＳｒＡｌ_２Ｓｉ_２Ｏ_８は誘電体層に含まれるガラス成分の結晶化に基づくものである。
また図１８より、誘電体成分としてＡｌ_２Ｏ_３を含む誘電体層と外部導体の界面には、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｚｎ_２ＳｉＯ_４及びＳｒＡｌ_２Ｓｉ_２Ｏ_８が確認された。さらに、誘電体成分としてＡｌ_２Ｏ_３を含む誘電体層と外部導体の界面には、ＺｎＡｌ_２Ｏ_４が確認された。ＺｎＡｌ_２Ｏ_４は、誘電体層の誘電体成分に含まれるＡｌと外部導体のガラス成分に含まれるＺｎとが反応して生成されたものである。

以上のＸＲＤの結果より、ＺｎＡｌ_２Ｏ_４の生成が反り量を大きくする要因になっているものと解され、誘電体層と外部導体の界面が、誘電体層に含まれる誘電体成分、誘電体層に含まれるガラス成分の結晶生成物及び外部導体に含まれるガラス成分の結晶生成物から占められていれば、反り量を低減できることを示唆している。この界面には、誘電体層の誘電体成分と外部導体のガラス成分との反応生成物を含まない。

誘電体成分をフォルステライト（Ｍｇ_２ＳｉＯ_４）とした以外は実施例１と同様にして多層基板を作製した。得られた多層基板について、実施例１と同様にして反り、比誘電率εｒ、線膨張係数α及び品質係数Ｑを求めた。その結果を表５、図１０〜図１３に示す。

表５、図１０及び図１１より、フォルステライト（Ｍｇ_２ＳｉＯ_４）を誘電体成分として用いると、反り量を３０μｍ以下にすることができるとともに、比誘電率εｒを６〜７の範囲にすることができる。また、フォルステライト（Ｍｇ_２ＳｉＯ_４）を誘電体成分として用いた場合、表５及び図１２より、その含有量を５〜１５ｖｏｌ％とすることにより、誘電体成分としてＡｌ_２Ｏ_３を用いた場合と一致又は近似する線膨張係数αとすることができる。

誘電体成分をＺｒＳｉＯ_４及びフォルステライト（Ｍｇ_２ＳｉＯ_４）とした以外は実施例１と同様にして多層基板を作製した。得られた多層基板について、実施例１と同様にして反り、比誘電率εｒ、線膨張係数α及び品質係数Ｑを求めた。その結果を表６、図１４〜図１７に示す。

誘電体成分をＺｒＳｉＯ_４及びフォルステライト（Ｍｇ_２ＳｉＯ_４）を混合して用いた場合であっても、反り量を３０μｍ以下に抑制することができるとともに、比誘電率εｒを７〜８の範囲に設定することができる。また、線膨張係数αも、ＺｒＳｉＯ_４及びフォルステライト（Ｍｇ_２ＳｉＯ_４）各々の含有量を調整することにより、誘電体成分としてＡｌ_２Ｏ_３を用いた場合と一致又は近似させることができる。
なお、ここではＺｒＳｉＯ_４及びフォルステライト（Ｍｇ_２ＳｉＯ_４）の組合せについて示したが、実施例１、実施例２で示した各種誘電体成分を任意に組合わせることが可能なことは、本実施例により容易に類推することができる。

本実施の形態の多層配線基板の一構成例を示す断面図である。 実施例における反り量の測定位置を示す図である。 実施例１における反り量の測定結果を示すグラフである。 実施例１における反り量の測定結果を示すグラフである。 実施例１における比誘電率の測定結果を示すグラフである。 実施例１における比誘電率の測定結果を示すグラフである。 実施例１における線膨張係数の測定結果を示すグラフである。 実施例１における線膨張係数の測定結果を示すグラフである。 実施例１における品質係数Ｑの測定結果を示すグラフである。 実施例２における反り量の測定位置を示すグラフである。 実施例２における比誘電率の測定結果を示すグラフである。 実施例２における線膨張係数の測定結果を示すグラフである。 実施例２における品質係数Ｑの測定結果を示すグラフである。 実施例３における反り量の測定位置を示すグラフである。 実施例３における比誘電率の測定結果を示すグラフである。 実施例３における線膨張係数の測定結果を示すグラフである。 実施例３における品質係数Ｑの測定結果を示すグラフである。 誘電体層と外部導体との界面に存在する結晶相をＸＲＤ（X-ray diffraction）により観察した結果を示す図である。

符号の説明

１０…多層配線基板
１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７…誘電体層
２１、２２、２３、２４…スルーホール電極
３１、３２、３３…外部導体
４１、４２…端子電極
１１３、１２３…内部導体

Claims (3)

1. 積層された複数の誘電体層と、外部導体とを備えた多層配線基板であって、
   少なくとも前記外部導体と接触する前記誘電体層は、
   誘電体成分：５〜４０ｖｏｌ％及びガラス成分：６０〜９５ｖｏｌ％を含み、
   前記誘電体成分は、焼成過程においてＺｎに対して安定な誘電体成分から構成され、
   前記誘電体成分は、周期律表ＩＶａ族元素、Ｖａ族元素及びＶＩａ族元素の酸化物の１種又は２種以上であり、
   前記ガラス成分は、ＳｉＯ_２：４６〜６０ｗｔ％、Ｂ_２Ｏ_３：０．５〜５ｗｔ％、Ａｌ_２Ｏ_３：６〜１７．５ｗｔ％及び周期律表IIａ族元素の酸化物：２５〜４５ｗｔ％の組成を有し、前記周期律表IIａ族元素の酸化物中の少なくとも６０ｗｔ％をＳｒＯが占め、
   前記外部導体は、Ａｇからなる導電体成分と、ＺｎＯ系ガラスからなるガラス成分とからなることを特徴とする多層配線基板。
2. 積層された複数の誘電体層と、外部導体とを備えた多層配線基板であって、
   少なくとも前記外部導体と接触する前記誘電体層は、
   誘電体成分：５〜４０ｖｏｌ％及びガラス成分：６０〜９５ｖｏｌ％を含み、
   前記誘電体成分は、焼成過程においてＺｎに対して安定な誘電体成分から構成され、
   前記誘電体成分は、フォルステライト（Ｍｇ_２ＳｉＯ_４）であり、
   前記ガラス成分は、ＳｉＯ_２：４６〜６０ｗｔ％、Ｂ_２Ｏ_３：０．５〜５ｗｔ％、Ａｌ_２Ｏ_３：６〜１７．５ｗｔ％及び周期律表IIａ族元素の酸化物：２５〜４５ｗｔ％の組成を有し、前記周期律表IIａ族元素の酸化物中の少なくとも６０ｗｔ％をＳｒＯが占め、
   前記外部導体は、Ａｇからなる導電体成分と、ＺｎＯ系ガラスからなるガラス成分とからなることを特徴とする多層配線基板。
3. 前記誘電体成分を５〜２０ｖｏｌ％含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の多層配線基板。

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