JPWO2011021484A1 - ガラスセラミック組成物、セラミックグリーンシートおよび多層セラミック基板 - Google Patents

ガラスセラミック組成物、セラミックグリーンシートおよび多層セラミック基板 Download PDF

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Abstract

高い緻密性を有する多層セラミック基板を提供する。多層セラミック基板のセラミック層を構成するためのガラスセラミック組成物として、ＣａＯ−ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−Ｂ２Ｏ３からなるガラス粉末（１）と、Ａｌ２Ｏ３からなるセラミック粉末（２）とを混合してなるものを用いる。このガラスセラミック組成物において、ガラス粉末（１）の５０％通過粒径Ｄ５０は３．５μｍ未満であり、ガラス粉末（１）の９９％通過粒径Ｄ９９は１５μｍ未満であり、セラミック粉末（２）の５０％通過粒径Ｄ５０は１．０μｍ未満であり、かつガラス粉末（２）の５０％通過粒径Ｄ５０よりも小さい。

Description

この発明は、ガラスセラミック組成物、このガラスセラミック組成物を含むセラミックグリーンシート、およびこのセラミックグリーンシートを用いて構成される多層セラミック基板に関するもので、特に、多層セラミック基板の緻密化を図るための改良に関するものである。
多層セラミック基板を構成するために用いられるガラスセラミック組成物であって、この発明にとって興味あるものとして、たとえば特開平６−３０５７７０号公報（特許文献１）に記載されているものがある。すなわち、特許文献１には、平均粒径が０．５〜３μｍのアルミナからなるセラミック粉末と、平均粒径が１〜５μｍのホウケイ酸ガラスからなるガラス粉末とを混合してなる、ガラスセラミック組成物が開示されている。
しかしながら、特許文献１には、セラミック粉末およびガラス粉末の各々に関して、詳細な粒度分布が開示されていない。そのため、セラミック粉末およびガラス粉末の各々の粒度分布が適切でない場合には、以下のような問題に遭遇することがあり得る。
図５を参照して説明すると、ガラス粉末１のたとえば９０％通過粒径Ｄ９０や９９％通過粒径Ｄ９９などがセラミック粉末２のそれらより大きい場合、当初、同図（１）に示すように、粒径の比較的小さいセラミック粉末２が比較的粗粒のガラス粉末１を囲む状態となることがある。そのため、囲まれたガラス粉末１は、液相化の後、毛管現象によりセラミック粉末２が分布している部分に吸われ、同図（２）に示すように、ガラス部３にポア４が発生する。よって、多層セラミック基板の緻密化が阻害される。
他方、セラミック粉末の粒径が比較的大きいと、セラミック粉末の粒子間にできる間隙が大きくなるとともに、セラミック粉末の粒子とガラス粉末の粒子との接点が少なくなる。ところで、ホウケイ酸ガラスには、これが液相化して、そこにアルミナが溶け込むことで、ガラスの粘度が低下し、流動性が向上するという性質がある。したがって、前述のように、アルミナからなるセラミック粉末の粒子とガラス粉末の粒子との接点が少なくなると、ガラスの流動化が促進されにくくなる。そのために、多層セラミック基板において、ポアが多く発生し、その結果、この場合にも、多層セラミック基板の緻密化が阻害される。
上述したようなポアは、多層セラミック基板内部へのたとえばめっき液や水分の不所望な浸入などを招き、これに起因したマイグレーションが生じ、多層セラミック基板の絶縁性が低下したり、多層セラミック基板の強度低下をもたらしたりする、といった問題を生じさせる。
特開平６−３０５７７０号公報
そこで、この発明の目的は、上述したような問題を解決し得る、ガラスセラミック組成物、このガラスセラミック組成物を含むセラミックグリーンシート、およびこのセラミックグリーンシートを用いて構成される多層セラミック基板を提供しようとすることである。
この発明は、ＣａＯ−ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−Ｂ２Ｏ３からなるガラス粉末と、Ａｌ２Ｏ３からなるセラミック粉末とを混合してなる、ガラスセラミック組成物にまず向けられるものであって、上述した技術的課題を解決するため、ガラス粉末およびセラミック粉末の各粒度分布が次のように選ばれることを特徴としている。
すなわち、ガラス粉末の５０％通過粒径Ｄ５０が３．５μｍ未満であり、ガラス粉末の９９％通過粒径Ｄ９９が１５μｍ未満であり、セラミック粉末の５０％通過粒径Ｄ５０が１．０μｍ未満であり、かつガラス粉末の５０％通過粒径Ｄ５０よりも小さい。
この発明に係るガラスセラミック組成物において、ガラス粉末の５０％通過粒径Ｄ５０が１．０μｍ以上かつ２．５μｍ未満である場合、セラミック粉末の５０％通過粒径Ｄ５０はガラス粉末の５０％通過粒径Ｄ５０の１／２以下であることが好ましい。
他方、ガラス粉末の５０％通過粒径Ｄ５０が２．５μｍ以上かつ３．５μｍ未満である場合、セラミック粉末の５０％通過粒径Ｄ５０はガラス粉末の５０％通過粒径Ｄ５０の１／３以下であることが好ましい。
また、ガラスセラミック組成物は、さらにアノーサイト結晶粉砕粉を混合してなることが好ましく、この場合、アノーサイト結晶粉砕粉の５０％通過粒径Ｄ５０は、上記ガラス粉末の５０％通過粒径Ｄ５０より小さいことが好ましい。
この発明は、また、上述したこの発明に係るガラスセラミック組成物を含む、セラミックグリーンシートにも向けられる。
この発明は、さらに、上述のセラミックグリーンシートの焼結体からなる複数のセラミック層を備える、多層セラミック基板にも向けられる。
この発明に係るガラスセラミック組成物によれば、まず、ガラス粉末の９９％通過粒径Ｄ９９が１５μｍ未満であるので、たとえば１０μｍ以上といった巨大ポアの発生を抑制することができる。
また、ガラス粉末の５０％通過粒径Ｄ５０が３．５μｍ未満であり、かつセラミック粉末の５０％通過粒径Ｄ５０が１．０μｍ未満であって、ガラス粉末の５０％通過粒径Ｄ５０よりも小さいので、ガラス粉末とアルミナ粉末との間で多くの接点が生じる。これは、ガラス粉末を構成するホウケイ酸ガラスが液相化したとき、ここにアルミナが溶け込みやすい状況である。そのため、焼成工程において液相化したガラス中にアルミナが溶け込み、その結果、ガラスの粘度が低下し、流動性が向上する。したがって、セラミック粉末の再配列が促進されるとともに、ガラスがセラミック粉末の間隙を順調に埋めることができる。
よって、このようなガラスセラミック組成物を用いれば、ポアの発生が抑制されかつ緻密性の高い多層セラミック基板を得ることができる。
この発明に係るガラスセラミック組成物を用いて構成される多層セラミック基板の一例を図解的に示す断面図である。 この発明に係るガラスセラミック組成物に含まれるガラス粉末およびセラミック粉末を図解的に示す拡大断面図である。 実験例において作製した、この発明の範囲内の試料１に係る多層セラミック基板の断面を撮影したＳＥＭ画像を示す図である。 実験例において作製した、この発明の範囲外の試料９に係る多層セラミック基板の断面を撮影したＳＥＭ画像を示す図である。 ガラス粉末の粗粒が存在した場合のポア発生の機序を説明するための断面図である。
図１を参照して、まず、この発明に係るガラスセラミック組成物を用いて構成される多層セラミック基板の構造について説明する。
図１に示した多層セラミック基板１１は、複数の積層されたセラミック層１２を備えている。また、多層セラミック基板１１には、種々の形態の配線導体が設けられている。配線導体としては、たとえば、多層セラミック基板１１の内部において、セラミック層１２間の特定の界面に沿って延びるいくつかの内部導体膜１３〜１７と、特定のセラミック層１２を厚み方向に貫通するように延びるいくつかのビアホール導体１８とがあり、また、多層セラミック基板１１の外表面上では、多層セラミック基板１１の上面および下面にそれぞれ形成されるいくつかの外部導体膜１９および２０がある。
多層セラミック基板１１の上面には、いくつかのチップ部品２１〜２３が搭載される。これらチップ部品２１〜２３の電気的接続および機械的固定のために、上述した外部導体膜１９が用いられる。
多層セラミック基板１１の内部には、たとえば、コンデンサ２４が導体膜１３をもって構成され、コンデンサ２５が導体膜１４をもって構成され、インダクタ２６が導体膜１５をもって構成されている。また、導体膜１６は、グラウンド電極として機能する。
このような多層セラミック基板１１は、通常、次のように製造される。
（１）ガラスセラミック組成物を含むセラミックスラリーを調製する。より具体的には、ガラス粉末およびセラミック粉末を、バインダおよび溶剤とともに混合して、セラミックスラリーを調製する。
（２）ドクターブレード法等によって、キャリアフィルム上にセラミックスラリーを塗工し、シート状に成形することによって、前述のセラミック層１２となるべきセラミックグリーンシートを作製する。
（３）セラミックグリーンシートに、厚み方向に貫通する貫通孔を開け、ここに銀や銅を主成分とする導電性ペーストを充填して、ビアホール導体１８を形成する。
（４）同じく銀や銅を主成分とする導電性ペーストをスクリーン印刷等によって印刷し、内部導体膜１３〜１７ならびに外部導体膜１９および２０を形成する。
（５）導体膜１３〜１７ならびに１９および２０のうちの所望のものを有したセラミックグリーンシートを所定の順序で所定の枚数積層し、圧着して、生の積層体を作製する。
（６）生の積層体を、必要に応じてカットした後、たとえば１０５０℃以下の温度で焼成することにより、セラミックグリーンシート、導体膜１３〜１７ならびに１９および２０およびビアホール導体１８を焼結させて、多層セラミック基板１１を得る。
上述の製造方法の工程（１）において調製されるセラミックスラリーに含まれるガラスセラミック組成物として、この発明に係るガラスセラミック組成物が用いられる。
この発明に係るガラスセラミック組成物は、ＣａＯ−ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−Ｂ２Ｏ３（ホウケイ酸ガラス）からなるガラス粉末と、Ａｌ２Ｏ３（アルミナ）からなるセラミック粉末とを混合してなるものである。ここで、ガラス粉末とセラミック粉末との混合比率は、好ましくは、ガラス粉末が５５〜６０重量％、セラミック粉末が４０〜４５重量％となるようにされる。また、ガラス粉末およびセラミック粉末の各粒度分布は次のように選ばれる。
ガラス粉末の５０％通過粒径Ｄ５０が３．５μｍ未満であり、ガラス粉末の９９％通過粒径Ｄ９９が１５μｍ未満である。他方、セラミック粉末の５０％通過粒径Ｄ５０が１．０μｍ未満であり、かつガラス粉末の５０％通過粒径Ｄ５０よりも小さい。
ガラスセラミック組成物の焼結は、ガラスが液相化することで、フィラーであるセラミック粉末が再配列し、さらに液相化したガラスがセラミック粒子の間隙を埋め、緻密化されることによって達成される。
ここで、セラミック粉末の粒径が小さいと、再配列が起こりやすくなり、ガラスセラミック組成物の焼結体が緻密化しやすい。また、液相化したガラスに、セラミック粉末を構成するアルミナが溶け出すと、ガラスの粘度が低下し、広がりやすくなるため、セラミック粉末の再配列を促進する。ゆえに、この発明によれば、前述のように、セラミック粉末の５０％通過粒径Ｄ５０が１．０μｍ未満であるというように、セラミック粉末の粒径が小さくされるので、再配列性の向上と、セラミック粉末とガラスとの界面の増加によるガラス中へのアルミナ溶解量の増加とにより、焼結体の緻密化が促進される。
他方、焼結体中に残るポアは、セラミック粉末の間隙で生じるものが比較的多いが、特に大きなポアに関しては、ガラスの粗粒が原因であると考えられる。
ガラス粉末に粗粒が含まれている場合、前述の図５（１）に示すように、比較的微粒であるセラミック粉末２が粗粒のガラス粉末１のまわりに付着することになる。ガラス粉末１がコアとなり、かつセラミック粉末２がシェルとなるコア−シェル構造を有する場合において、ガラス粉末１がより大きな粗粒を含むほど、まわりのシェルが厚くなりやすい。すると、図５（２）に示すように、ガラス粉末１は、これが液相化した後に、まわりのセラミック粉末２間に毛管作用により吸収され、中央のコアを構成するガラス部３が空洞化され、その結果、ポア４が残される。
ガラス粉末１に含まれる粗粒が大きく、それゆえ、まわりのセラミック粉末２によって構成されるシェルが厚く、かつ強固であるほど、セラミック粉末２の再配列が起こりにくく、ガラス部３にポア４が残される。これが、時として１０μｍ以上の径を有する巨大ポアの原因となる。
再び図１を参照して説明すると、上記のようなガラスセラミック組成物を用いて構成された複数のセラミック層１２を備える多層セラミック基板１１において、上述した巨大ポアが存在すると、巨大ポアの存在する箇所だけ、セラミック層１２の厚みが極端に薄くなるために、そこに電界集中を招き、絶縁破壊が起こりやすくなる。
この発明では、前述したように、ガラス粉末の９９％通過粒径Ｄ９９が１５μｍ未満であるというように、ガラス粉末に大きな粗粒が含まれないようにされる。これによって、巨大ポアの発生が抑制され、絶縁破壊が生じにくくなり、多層セラミック基板の絶縁信頼性を向上させることができる。
ただし、この発明の特徴は、以上のように、セラミック粉末の５０％通過粒径Ｄ５０が１．０μｍ未満であり、かつガラス粉末の９９％通過粒径Ｄ９９が１５μｍ未満であるということだけに留まらない。セラミック粉末およびガラス粉末の各々が単に細かいだけでは、場合により、焼結体の緻密化が生じにくく、また、多層セラミック基板の各種特性も低下することがある。その理由は次のとおりである。
焼成工程において、ガラス粉末相互間にもたらされるガラス−ガラス界面では、たとえばワラストナイト等の結晶相が比較的低温で析出する。ガラスが、特にアノーサイトを結晶として析出させ得る組成系を有する場合、上記のような結晶相の比較的低温での析出が生じやすい。そのため、ガラスの軟化後、十分な流動が生じないうちに、結晶化によりガラスの流動が阻害されることになる。
他方、前述したように、ホウケイ酸ガラスでは、アルミナが当該ガラス中に溶け込むことで、ガラスの粘度が低下し、流動性が向上する。そのために、多層セラミック基板の緻密化のためには、ガラス−アルミナ界面が多いことが望ましい。
これらのことから、焼結体の緻密化を図るには、ガラス−ガラス界面を減らしながら、アルミナ−ガラス界面を増やす必要がある。そのためには、図２に示すように、セラミック粉末２がガラス粉末１よりも細かいこと、より具体的には、セラミック粉末２の５０％通過粒径Ｄ５０が、ガラス粉末１の５０％通過粒径Ｄ５０よりも小さいことが必要である。
以上のようにして、セラミック層１２を構成するために、この発明に係るガラスセラミック組成物を用いれば、多層セラミック基板１１の緻密化を図ることができる。そして、このように、多層セラミック基板１１の緻密化が図られると、水やめっき液を多層セラミック基板１１内部に浸入させにくくすることができる。仮に、水やめっき液を多層セラミック基板１１内部に浸入した場合、内部導体膜１３〜１７およびビアホール導体１８が導電成分としてＡｇを含んでいると、Ａｇのマイグレーションによるショート不良が生じやすくなるが、上述のように、水やめっき液を多層セラミック基板１１内部に浸入させにくくすることができると、このようなショート不良も生じにくくなり、多層セラミック基板１１の信頼性を向上させることができる。
また、多層セラミック基板１１中にクラックが生じにくくすることができ、よって、多層セラミック基板１１の強度を向上させることができる。
また、アルミナ−ガラス界面が増えた結果、界面で結晶化するアノーサイト結晶量も増加する。その結果、このような結晶相はガラスよりも誘電率が高いため、セラミック層１２の誘電率を高くすることができる。また、このような結晶相はガラスよりもクラック進行を抑制し得るので、このことも、多層セラミック基板１１の強度向上に寄与する。
多層セラミック基板１１の一層の緻密化のためには、この発明に係るガラスセラミック組成物において、ガラス粉末の５０％通過粒径Ｄ５０が１．０μｍ以上かつ２．５μｍ未満である場合には、セラミック粉末の５０％通過粒径Ｄ５０をガラス粉末の５０％通過粒径Ｄ５０の１／２以下とし、他方、ガラス粉末の５０％通過粒径Ｄ５０が２．５μｍ以上かつ３．５μｍ未満である場合には、セラミック粉末の５０％通過粒径Ｄ５０をガラス粉末の５０％通過粒径Ｄ５０の１／３以下であることが好ましい。
さらに、上述の製造方法の工程（１）においてガラスセラミック組成物を含むセラミックスラリーを調製するにあたって、アノーサイト結晶粉砕粉を混合することが好ましい。ガラスセラミック組成物がアノーサイト結晶粉砕粉を含んでいると、その含有量によって結晶化温度を調整することができるとともに、製造ロット毎の析出結晶相を安定化させることができる。
ここで、アノーサイト結晶粉砕粉の５０％通過粒径Ｄ５０は、ガラス粉末の５０％通過粒径Ｄ５０より小さいことが好ましい。アノーサイト結晶粉砕粉の粒径がガラス粉末の粒径よりも大きいと、ガラス粉末同士の反応が生じやすくなり、たとえばワラストナイト等の他の結晶相が析出しやすくなってガラスの流動が阻害されるからである。ただし、アノーサイト結晶粉砕粉は、微粒なほど効果が強いため、添加量の扱いやすい粒径にとどめる必要がある。より具体的には、アノーサイト結晶粉砕粉の通過粒径Ｄ５０は１〜２μｍであることが好ましい。また、アノーサイト結晶粉砕粉の混合比率は、アルミナ粉末およびガラス粉末の合計量に対して外掛けで０．０１重量％〜１．０重量％であることが好ましい。
次に、この発明による効果を確認するために実施した実験例について説明する。
［実験例］
まず、表１に示すような粒度分布をそれぞれ有する、アルミナからなるセラミック粉末Ａ１〜Ａ４およびガラス粉末Ｇ１〜Ｇ５を準備した。ガラス粉末Ｇ１〜Ｇ５については、ＳｉＯ２を５９％、ＣａＯを２６．５％、Ｂ２Ｏ３を８．７％、およびＡｌ２Ｏ３を５．７％それぞれ含む組成を有するものを用い、乾式ミルによる粉砕工程を実施した。ガラス粉末Ｇ１〜Ｇ４については、粉砕工程の後、分級機による分級工程を経て得た。ガラス粉末Ｇ５については分級機を用いなかった。
Figure 2011021484
他方、アノーサイトを結晶として析出させた焼結体を作製した後、これを粉砕することによって、アノーサイト結晶粉砕粉を用意した。具体的には、上記セラミック粉末と上記ガラス粉末からなるセラミック組成物を含むセラミックグリーンシートを焼成して作製した多層セラミック基板を粉砕することによってアノーサイト結晶粉砕粉とした。
次に、１０００ミリリットルのポリポットに、上記セラミック粉末１６８．３ｇと上記ガラス粉末１３１．７ｇと上記アノーサイト結晶粉砕粉０．２７ｇと投入した。ここで、セラミック粉末については、表１に示したセラミック粉末Ａ１〜Ａ４のうち、表２の「セラミック粉末」の欄に示したものを用い、ガラス粉末については、表１に示したガラス粉末Ｇ１〜Ｇ５のうち、表２の「ガラス粉末」の欄に示したものを用いた。また、アノーサイト結晶粉砕粉は、通過粒径Ｄ５０が１．１μｍ、通過粒径Ｄ９０が３．７μｍ、かつ、通過粒径Ｄ９９が８．１μｍのものを用いた。
さらに、上記ポリポットに、直径５ｍｍのＰＳＺ玉石、トルエン／アルコール混合溶剤、分散剤および可塑剤（ＤＯＡ）を投入した後、３時間、分散処理し、その後、有機バインダを添加した後、さらに３時間、分散処理し、スラリーを得た。
次に、得られたスラリーから、ドクターブレード法にて、厚み５０μｍのグリーンシートを成形した。
次に、上記グリーンシート上に、厚み１０μｍの導体膜を形成し、次いで、これらグリーンシートを積層することによって、厚み６００μｍのグリーンシート積層体を作製した。当該グリーンシート積層体は、後の焼成工程の結果、厚み３００μｍとなるものである。なお、このグリーンシート積層体は、その表層部分において、外部導体膜と内部導体膜との対向によってコンデンサを構成するものとした。
他方、上記グリーンシート積層体に含まれるセラミック粉末の焼結温度では実質的に焼結しない、Ｄ５０が０．３μｍのアルミナ粉末を含む、厚み１００μｍの拘束用グリーンシートを用意した。
次に、上記グリーンシート積層体の上下に上記拘束用グリーンシートを３枚ずつ積層してなる第１の複合積層体を得た。
他方、上記グリーンシートであって、これを成形したまま、そこに導体膜を形成していないものを積層することによって、厚み１２００μｍのグリーンシート積層体を作製した。当該グリーンシート積層体は、後の焼成工程の結果、厚み６００μｍとなるものである。
次に、上記グリーンシート積層体の上下に上記拘束用グリーンシートを３枚ずつ積層してなる第２の複合積層体を得た。
次に、上記第１および第２の複合積層体の各々を、７５０℃の温度まで大気中で焼成し、脱脂を行ない、その後、Ｎ２雰囲気下において、８９０℃の温度で焼成し、次いで、拘束用グリーンシートに由来する拘束層を除去した。このようにして、導体膜が形成された第１の多層セラミック基板を第１の複合積層体から得るとともに、導体膜が形成されていない第２の多層セラミック基板を第２の複合積層体から得た。
次に、上記第１または第２の多層セラミック基板について、表２に示すように、「最大ポア径」、「結晶化度」、「抗折強度」、「密度」、「ε」および「初期ＩＲ」をそれぞれ評価した。評価方法の詳細は以下のとおりである。
「最大ポア径」については、第１の多層セラミック基板をＳＥＭ観察することにより求めた。
「結晶化度」については、第２の多層セラミック基板における析出結晶相をＸＲＤにて確認し、結晶量の目安として得られたプロファイルから、２θ＝２８．０°のアノーサイト由来のピーク強度と２θ＝２５．６°のアルミナ由来のピーク強度との比を求め、これを結晶化度とした。
「抗折強度」については、第２の多層セラミック基板に対して３点曲げ試験を実施することによって求めた。
「密度」については、第２の多層セラミック基板に対してアルキメデス法を適用することによって求めた。
「ε」（誘電率）については、第２の多層セラミック基板に対して摂動法を適用することによって測定した。
「初期ＩＲ」については、第１の多層セラミック基板におけるコンデンサを構成する部分に対して５０Ｖの直流電圧を印加して抵抗値を測定することによって求めた。
Figure 2011021484
表２からわかるように、ガラス粉末について、Ｄ５０が３．５μｍ未満でありかつＤ９９が１５μｍ未満であるという条件を満たす、ガラス粉末Ｇ１〜Ｇ３のいずれかを用いながら、セラミック粉末について、Ｄ５０が１．０μｍ未満であるという条件を満たす、セラミック粉末Ａ１およびＡ２のいずれかを用い、さらに、セラミック粉末のＤ５０がガラス粉末のＤ５０よりも小さい、試料１〜５によれば、「最大ポア径」、「結晶化度」、「抗折強度」、「ε」および「初期ＩＲ」のいずれについても良好な結果を示した。具体的には、「最大ポア径」を１０μｍ未満、「結晶化度」を１．１以上、「抗折強度」を１８０ＭＰａ以上、「ε」を７以上、「初期ＩＲ」を１３Ｌｏｇ以上とすることができた。
これらに対して、試料６および７では、Ｄ５０が１．０μｍ以上のセラミック粉末Ａ３を用いたため、ガラス−セラミック界面を多くすることができず、「結晶化度」、「抗折強度」、「ε」および「初期ＩＲ」の点で劣っていた。試料６および７間で比較すると、試料７では、試料６で用いたガラス粉末Ｇ１に比べて粒径の大きいガラス粉末Ｇ２を用いたため、「最大ポア径」がより大きくなった。
また、試料８および９では、Ｄ５０が１．０μｍ以上のセラミック粉末Ａ４を用いたため、ガラス−セラミック界面を多くすることができず、「結晶化度」、「抗折強度」、「ε」および「初期ＩＲ」の点で劣っていた。試料８および９では、上記セラミック粉末Ａ３よりもさらにＤ５０の大きいセラミック粉末Ａ４を用いたため、試料６および７に比べて、「結晶化度」および「抗折強度」の点でより劣っていた。また、試料９では、「初期ＩＲ」の点でも、試料６および７でより劣っていた。
試料８および９間で比較すると、試料９では、試料８で用いたガラス粉末Ｇ１に比べて粒径の大きいガラス粉末Ｇ２を用いたため、「最大ポア径」がより大きくなり、また、「結晶化度」および「抗折強度」の点でより劣っていた。
なお、試料８では、「初期ＩＲ」のデータが記載されていないが、これは、拘束層を除去する際に外部導体膜が剥がれてしまい、測定不能になったという意味である。その理由は、多層セラミック基板のセラミック層のためのグリーンシートに含まれるセラミック粉末Ａ４のＤ５０が２．７μｍであり、これが、拘束用グリーンシートに含まれるアルミナのＤ５０である０．３μｍに比べて相当大きいため、外部導体膜が多層セラミック基板側よりも拘束層側に密着してしまい、拘束層の除去工程で外部導体膜が剥離したためであると推測される。他方、同じセラミック粉末Ａ４を用いた試料９において外部導体膜の剥離が生じなかったのは、試料９では、試料８よりもガラス粉末の粒径が大きいため、ガラスの流動性が低く、拘束層との密着力が試料８ほどは強くならなかったからであると推測される。
試料１０では、セラミック粉末について、Ｄ５０が１．０μｍ未満であるという条件を満たす、セラミック粉末Ａ２を用い、さらに、セラミック粉末Ａ２のＤ５０がガラス粉末Ｇ４のＤ５０よりも小さい、という条件を満たすが、用いたガラス粉末Ｇ４のＤ５０が３．５μｍ以上であり、かつＤ９９が１５μｍ以上であるため、「最大ポア径」が１３．２μｍと非常に大きく、また、「結晶化度」、「抗折強度」、「ε」および「初期ＩＲ」のいずれの点についても劣っていた。
試料１１では、セラミック粉末について、Ｄ５０が１．０μｍ未満であるという条件を満たす、セラミック粉末Ａ２を用い、さらに、セラミック粉末Ａ２のＤ５０がガラス粉末Ｇ５のＤ５０よりも小さい、という条件を満たすとともに、用いたガラス粉末Ｇ５のＤ５０が３．５μｍ未満であるが、このガラス粉末Ｇ５は分級工程を経なかったために、Ｄ９９が１５μｍ以上となり、「最大ポア径」が１１．２μｍと非常に大きく、また、「初期ＩＲ」の点でも劣っていた。
また、試料１、２、６および８では、Ｄ５０が１．０μｍ以上かつ２．５μｍ未満であるガラス粉末Ｇ１を用いている。これらの試料１、２、６および８の場合、セラミック粉末のＤ５０がガラス粉末のＤ５０の１／２以下であるという条件を満たすセラミック粉末Ａ１またはＡ２を用いた試料１および２によれば、上記条件を満たさないセラミック粉末Ａ３またはＡ４を用いた試料６および８に比べて、「最大ポア径」、「結晶化度」、「抗折強度」および「ε」の点で良好な結果を示し、また、「初期ＩＲ」の点では、試料６に比べて良好な結果を示した。
また、試料３、４、５、７、９および１１では、Ｄ５０が２．５μｍ以上かつ３．５μｍ未満であるガラス粉末Ｇ２、Ｇ３またはＧ５を用いている。これら試料３、４、５、７、９および１１の場合、セラミック粉末のＤ５０がガラス粉末のＤ５０の１／３以下であるという条件を満たすセラミック粉末Ａ１またはＡ２を用いた試料３、４、５および１１によれば、上記条件を満たさないセラミック粉末Ａ３またはＡ４を用いた試料７および９に比べて、「結晶化度」、「抗折強度」および「ε」の点で良好な結果を示した。
図３には、上記試料１に係る第１の多層セラミック基板のコンデンサ部分の断面を撮影したＳＥＭ画像が示されている。他方、図４には、上記試料９に係る第１の多層セラミック基板のコンデンサ部分の断面を撮影したＳＥＭ画像が示されている。図３と図４とを比較すれば、試料１によれば、試料９に比べて、明らかに緻密性が向上していることを確認することができる。
１ ガラス粉末
２ セラミック粉末
１１ 多層セラミック基板
１２ セラミック層

Claims (7)

  1. ＣａＯ−ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−Ｂ２Ｏ３からなるガラス粉末と、Ａｌ２Ｏ３からなるセラミック粉末とを混合してなる、ガラスセラミック組成物であって、
    ガラス粉末の５０％通過粒径Ｄ５０が３．５μｍ未満であり、
    ガラス粉末の９９％通過粒径Ｄ９９が１５μｍ未満であり、
    セラミック粉末の５０％通過粒径Ｄ５０が１．０μｍ未満であり、かつガラス粉末の５０％通過粒径Ｄ５０よりも小さい、
    ガラスセラミック組成物。
  2. ガラス粉末の５０％通過粒径Ｄ５０が１．０μｍ以上かつ２．５μｍ未満であり、セラミック粉末の５０％通過粒径Ｄ５０はガラス粉末の５０％通過粒径Ｄ５０の１／２以下である、請求項１に記載のガラスセラミック組成物。
  3. ガラス粉末の５０％通過粒径Ｄ５０が２．５μｍ以上かつ３．５μｍ未満であり、セラミック粉末の５０％通過粒径Ｄ５０はガラス粉末の５０％通過粒径Ｄ５０の１／３以下である、請求項１に記載のガラスセラミック組成物。
  4. さらにアノーサイト結晶粉砕粉を混合してなる、請求項１ないし３のいずれかに記載のガラスセラミック組成物。
  5. アノーサイト結晶粉砕粉の５０％通過粒径Ｄ５０は、ガラス粉末の５０％通過粒径Ｄ５０より小さい、請求項４に記載のガラスセラミック組成物。
  6. 請求項１ないし５のいずれかに記載のガラスセラミック組成物を含む、セラミックグリーンシート。
  7. 請求項６に記載のセラミックグリーンシートの焼結体からなる複数のセラミック層を備える、多層セラミック基板。
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