KR100930852B1 - 저온 소성 기판 재료 및 그것을 사용한 다층 배선 기판 - Google Patents

저온 소성 기판 재료 및 그것을 사용한 다층 배선 기판 Download PDF

Info

Publication number
KR100930852B1
KR100930852B1 KR1020050055797A KR20050055797A KR100930852B1 KR 100930852 B1 KR100930852 B1 KR 100930852B1 KR 1020050055797 A KR1020050055797 A KR 1020050055797A KR 20050055797 A KR20050055797 A KR 20050055797A KR 100930852 B1 KR100930852 B1 KR 100930852B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
glass
vol
mass
mixed layer
low
Prior art date
Application number
KR1020050055797A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20060048561A (ko
Inventor
야스하루 미야우치
도모히로 아라시
Original Assignee
티디케이가부시기가이샤
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
Priority claimed from JP2004190183A external-priority patent/JP4166731B2/ja
Priority claimed from JP2004190174A external-priority patent/JP4295682B2/ja
Priority claimed from JP2005085226A external-priority patent/JP4655715B2/ja
Application filed by 티디케이가부시기가이샤 filed Critical 티디케이가부시기가이샤
Publication of KR20060048561A publication Critical patent/KR20060048561A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100930852B1 publication Critical patent/KR100930852B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/03—Use of materials for the substrate
    • H05K1/0306—Inorganic insulating substrates, e.g. ceramic, glass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/46—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C10/00—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/089—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
    • C03C3/091—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/16—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay
    • C04B35/18—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay rich in aluminium oxide
    • C04B35/195—Alkaline earth aluminosilicates, e.g. cordierite or anorthite
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/12—Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates
    • H01L23/14—Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates characterised by the material or its electrical properties
    • H01L23/15—Ceramic or glass substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/095—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00 with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials provided in the groups H01L2924/013 - H01L2924/0715
    • H01L2924/097—Glass-ceramics, e.g. devitrified glass
    • H01L2924/09701—Low temperature co-fired ceramic [LTCC]
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/46—Manufacturing multilayer circuits
    • H05K3/4611—Manufacturing multilayer circuits by laminating two or more circuit boards
    • H05K3/4626—Manufacturing multilayer circuits by laminating two or more circuit boards characterised by the insulating layers or materials
    • H05K3/4629—Manufacturing multilayer circuits by laminating two or more circuit boards characterised by the insulating layers or materials laminating inorganic sheets comprising printed circuits, e.g. green ceramic sheets

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)

Abstract

본 발명의 목적은 선 열팽창 계수를 가지면서, 높은 비유전율을 갖는 저온 소성 기판 재료를 제공하는 것이다. 또한, 서로 다른 조성의 글라스-세라믹 혼합층을 적층시킨 다층 배선 기판에 있어서, 비대칭의 적층 구조로 하더라도 소성품의 휨을 작게 하는 것이다.
본 발명에 관한 저온 소성 기판 재료는 SiO2-B2O3-Al2O3-알칼리 토류금속산화물계 글라스 (이하 간단히 글라스라고 함), 알루미나, 티타니아 및 코디에라이트를 함유하거나, 또는 글라스, 티타니아 및 코디에라이트를 함유하거나, 또는 글라스, 티타니아 및 멀라이트를 함유한다. 그리고, 다층 배선 기판으로 할 때에는, 본 발명에 관한 저온 소성 기판 재료의 코디에라이트 또는 멀라이트의 함유량을 조정하고, 층 간의 선 열팽창 계수의 차를 0.25×10-6/℃ 이내로 제어한다.

Description

저온 소성 기판 재료 및 그것을 사용한 다층 배선 기판{LOW-TEMPERATURE CO-FIRED CERAMIC MATERIAL AND MULTILAYER WIRING BOARD USING THE SAME}
도 1 (도 1A-도 1O) 은 다층 배선 기판의 단면 개략도를 나타내고, 도 1A-도 1E 및 도 1F-도 1J 로 나타낸 적층 구조는 서로 다른 조성의 글라스-세라믹 혼합층을 비대칭 구조로 적층한 경우의 구체예이고, 도 1K-도 1O 로 나타낸 적층 구조는 서로 다른 조성의 글라스-세라믹 혼합층을 대칭 구조로 적층한 경우의 구체예이다.
도 2 는 기판의 휨량을 구할 때의 측정 개소를 나타내는 개략도이다.
도 3 은 조성식 0.72 글라스+0.14 TiO2+(0.14-x) Al2O3+xMg2Al4Si5O18 에 있어서, x 에 의한 선 열팽창 계수의 변화를 나타내는 도면이다.
도 4 는 조성식 0.72 글라스+0.14 TiO2+(0.14-x) Al2O3+xMg2Al4Si5O18 에 있어서, x 에 의한 비유전율의 변화를 나타내는 도면이다.
도 5 는 조성식 0.60 글라스+(0.39-x) TiO2+0.01 Al2O3+xMg2Al4Si5O18 에 있어서, x 에 의한 선 열팽창 계수의 변화를 나타내는 도면이다.
도 6 은 조성식 0.60 글라스+(0.39-x) TiO2+0.01 Al2O3+xMg2Al4Si5O18 에 있어서, x 에 의한 비유전율의 변화를 나타내는 도면이다.
도 7 은 다층 기판의 적층 구조와 기판의 휨의 한 관계를 나타내는 도면이 다.
도 8 은 조성식 0.60 글라스+(0.40-x) TiO2+xMg2Al4Si5O18 에 있어서, x 에 의한 선 열팽창 계수의 변화를 나타내는 도면이다.
도 9 는 조성식 0.60 글라스+(0.40-x) TiO2+xMg2Al4Si5O18 에 있어서, x 에 의한 비유전율의 변화를 나타내는 도면이다.
도 10 은 조성식 0.78 글라스+(0.22-x) TiO2+xMg2Al4Si5O18 에 있어서, x 에 의한 선 열팽창 계수의 변화를 나타내는 도면이다.
도 11 은 조성식 0.78 글라스+(0.22-x) TiO2+xMg2Al4Si5O18 에 있어서, x 에 의한 비유전율의 변화를 나타내는 도면이다.
도 12 는 조성식 (0.88-x) 글라스+0.12 TiO2+xAl6Si2O13 에 있어서, x 에 의한 선 열팽창 계수의 변화를 나타내는 도면이다.
도 13 은 조성식 (0.88-x) 글라스+0.12 TiO2+xAl6Si2O13 에 있어서, x 에 의한 비유전율의 변화를 나타내는 도면이다.
도 14 는 조성식 0.60 글라스+(0.40-x) TiO2+xAl6Si2O13 에 있어서, x 에 의한 선 열팽창 계수의 변화를 나타내는 도면이다.
도 15 는 조성식 0.60 글라스+(0.40-x) TiO2+xAl6Si2O13 에 있어서, x 에 의한 비유전율의 변화를 나타내는 도면이다.
본 발명은 글라스 성분과 세라믹 성분으로 이루어지는 글라스-세라믹 기판, 즉 저온 소성 기판 재료와, 이것을 사용한 다층 배선 기판에 관한 것이다.
반도체칩용 절연성 배선 기판에 있어서, 도체 재료나 저항 재료와 동시 소성을 실시하기 위해서, 1000℃ 이하의 저온에서 소성이 가능한 글라스-세라믹 기판 (저온 소성 기판, LTCC 기판) 에 관한 기술이 개시되어 있다 (예를 들어 일본 공개특허공보 평1-132194호 및 일본 공개특허공보 평5-211006호 참조.). 이 기판은 우선, 그린 시트를 성형한 후, 그 표면에 도체 재료나 저항 재료로 배선을 인쇄하고, 이것을 복수장 적층하여 프레스하고, 그 적층체를 소성함으로써 얻어져, 다층 배선 기판을 구성한다. 이 기판은 고주파 중첩 모듈, 안테나 스위치 모듈, 필터 모듈 등의 LTCC 모듈로서 이용된다.
다층 배선 기판의 제작을 목적으로 하여, 글라스-세라믹 기판에 사용가능한 자기 조성물로서는 예를 들어, SrO 함유 글라스와, 40℃∼400℃ 에서의 선 열팽창 계수가 6×10-6/℃ 이상인 금속산화물과 코디에라이트으로 이루어지는 필러를 함유하는 고열 팽창 자기 조성물이 있다 (예를 들어, 일본 공개특허공보 2004-83373호 참조.). 여기서 금속산화물로서는 예를 들어, 석영, 포스테라이트(forsterite), 엔스터타이트(enstatite)가 바람직하다고 기재되어 있다. 이와 같이, 특허문헌 3 은 주로, 선 열팽창 계수가 8×10-6∼15×10-6/℃ 인 고열팽창 자기이고, 또한 1MHz 에서의 비유전율이 7 미만인 저유전율을 갖는 고열팽창ㆍ저유전율의 저온 소성 자기를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
최근, 생산 효율을 높이기 위해서 1개의 기판으로부터 복수의 제품이 얻어지 도록 집합 기판 형태로 소성을 실시하는 경우가 많다. 이 때 집합 기판으로부터 얻어지는 제품의 정밀도를 유지하기 위해서, 집합 기판의 평면성이 더욱더 요구되고 있다.
동시에, LTCC 모듈의 고집적화, 소형화를 진행시키기 위해서는 같은 비유전율의 글라스-세라믹 혼합층을 적층시킨 다층 배선 기판 뿐만 아니라, 비유전율이 서로 다른 글라스-세라믹 혼합층을 적층시켜 다층 배선 기판을 형성하는 것이 요망된다.
그러나, 비유전율에 차이를 두기 위해서 서로 다른 조성의 글라스-세라믹 혼합층을 적층시켜 다층 배선 기판으로 하면, 서로 다른 조성의 글라스-세라믹 혼합층에서는 선 열팽창 계수도 서로 다르기 때문에, 소성품에 휨이 발생한다는 문제가 생긴다.
소성품의 휨 문제를 해결하기 위해서, 그린 시트를 적층할 때에, 적층 방향으로 대칭 구조가 되도록 함으로써, 선 열팽창 계수의 차이을 없애 소성품의 휨을 방지하고 있다. 그러나, 설계 자유도를 향상시켜, 수요의 요구에 유연하게 대응할 수 있도록 하기 위해서, 대칭 구조를 취하지 않더라도 휨이 작을 것이 요망된다.
그래서 본 발명의 제 1 목적은 선 열팽창 계수를 일정한 범위로 제어할 수 있고, 또한 높은 비유전율을 갖는 저온 소성 기판 재료를 제공하는 것이다. 다층 배선 기판에 고용량의 커패시터층을 포함하게 함으로써, 모듈의 박형ㆍ소형화를 도모하는 것이다. 또한 본 발명의 제 2 목적은 설계 자유도 향상을 위해서 서로 다른 조성의 글라스-세라믹 혼합층을 적층시킨 다층 배선 기판에 있어서, 적층 구조를 대칭 구조로 하지 않더라도 소성품의 휨을 작게 하는 것이다.
본 발명자들은, 코디에라이트(cordierite) 또는 멀라이트(mullite)를 필러(filler)로서 함유시키고, 그 함유량을 증감시킴으로써, 저온 소성 기판 재료의 선 열팽창 계수를 용이하게 제어할 수 있는 것을 발견하여 본 발명을 완성시켰다.
즉, 본 발명에 관한 저온 소성 기판 재료는 SiO2 46∼60질량%, B2O3 0.5∼5질량%, Al2O3 6∼17.5질량% 및 알칼리 토류금속산화물 25∼45질량% 의 조성을 갖고, 그 알칼리 토류금속산화물 중의 적어도 60질량% 가 SrO 인 글라스를 60∼78vol%, 알루미나를 0vol% 초과 16vol% 이하, 티타니아를 10∼26vol%, 및 코디에라이트를 2∼15vol% 함유하는 것을 특징으로 한다. 이하, 저온 소성 기판 재료 I 이라고 부른다. 티타니아과 알루미나를 첨가하면서, 동시에 코디에라이트를 필러로서 함유시킴으로써, 높은 비유전율을 유지하면서, 코디에라이트의 함유량에 따라 용이하게 선 열팽창 계수를 제어할 수 있다.
또한, 본 발명에 관한 저온 소성 기판 재료는 SiO2 46∼60질량%, B2O3 0.5∼5 질량%, Al2O3 6∼17.5질량% 및 알칼리 토류금속산화물 25∼45질량% 의 조성을 갖고, 그 알칼리 토류금속산화물 중의 적어도 60질량% 가 SrO 인 글라스를 60∼78vol%, 티타니아를 14∼27vol%, 및 코디에라이트를 5∼15.5vol% 함유하는 것을 특징으로 한다. 이하, 저온 소성 기판 재료 II 라고 부른다. 티타니아를 첨가하면서, 동시에 코디에라이트를 필러로서 함유시킴으로써, 높은 비유전율을 유지하면서, 코디에라이트의 함유량에 따라 용이하게 선 열팽창 계수를 제어할 수 있다.
또한, 본 발명에 관한 저온 소성 기판 재료는 SiO2 46∼60질량%, B2O3 0.5∼5질량%, Al2O3 6∼17.5질량% 및 알칼리 토류금속산화물 25∼45질량% 의 조성을 갖고, 그 알칼리 토류금속산화물 중의 적어도 60질량% 가 SrO 인 글라스를 60vol% 이상 66vol% 미만, 티타니아를 10vol% 초과 13vol% 미만, 및 멀라이트를 22vol% 초과 30vol% 미만 함유하는 것을 특징으로 한다. 이하, 저온 소성 기판 재료 III 라고 부른다. 티타니아를 첨가하면서, 동시에 멀라이트를 필러로서 함유시킴으로써, 높은 비유전율을 유지하면서, 멀라이트의 함유량에 따라 용이하게 선 열팽창 계수를 제어할 수 있다.
본 발명에 관한 저온 소성 기판 재료 ((I), (II), (III) 포함) 에서는 50∼300℃ 에서의 선 열팽창 계수가 5.90×10-6∼6.40×10-6/℃ 인 것이 바람직하다. 상기 범위의 선 열팽창 계수로 함으로써, 종래의 저온 소성 기판 재료와 같은 정도의 선 열팽창 계수로 할 수 있다.
본 발명에 관한 저온 소성 기판 재료 ((I), (II), (III) 포함) 에서는 실온 에서 주파수 1.9GHz 에서의 비유전율이 10 이상인 것이 바람직하다. 비유전율을 10 이상으로 함으로써, 종래의 낮은 비유전율의 저온 소성 기판 재료와 조합하여 고용량의 커패시터로 할 수 있다.
본 발명에 관한 다층 배선 기판은 글라스-세라믹 혼합층이 적층되어 있는 다층 배선 기판에 있어서, 상기 글라스-세라믹 혼합층 중 적어도 1층은 SiO2 46∼60질량%, B2O3 0.5∼5질량%, Al2O3 6∼17.5질량% 및 알칼리 토류금속산화물 25∼45질량% 의 조성을 갖고, 그 알칼리 토류금속산화물 중의 적어도 60질량% 가 SrO 인 글라스를 60∼78vol%, 알루미나를 0vol% 초과 16vol% 이하, 티타니아를 10∼26vol%, 및 코디에라이트를 2∼15vol% 함유하는 저온 소성 기판 재료로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관한 다층 배선 기판은 글라스-세라믹 혼합층이 적층되어 있는 다층 배선 기판에 있어서, 상기 글라스-세라믹 혼합층 중 적어도 1층은 SiO2 46∼60질량%, B2O3 0.5∼5질량%, Al2O3 6∼17.5질량% 및 알칼리 토류금속산화물 25∼45질량% 의 조성을 갖고, 그 알칼리 토류금속산화물 중의 적어도 60질량% 가 SrO 인 글라스를 60∼78vol%, 티타니아를 14∼27vol%, 및 코디에라이트를 5∼15.5vol% 함유하는 저온 소성 기판 재료로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관한 다층 배선 기판은 글라스-세라믹 혼합층이 적층되어 있는 다층 배선 기판에 있어서, 상기 글라스-세라믹 혼합층 중 적어도 1층은 SiO2 46∼60질 량%, B2O3 0.5∼5질량%, Al2O3 6∼17.5질량% 및 알칼리 토류금속산화물 25∼45질량% 의 조성을 갖고, 그 알칼리 토류금속산화물 중의 적어도 60질량% 가 SrO 인 글라스를 60vol% 이상 66vol% 미만, 티타니아를 10vol% 초과 13vol% 미만, 및 멀라이트를 22vol% 초과 30vol% 미만 함유하는 저온 소성 기판 재료로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관한 다층 배선 기판에서는, 상기 저온 소성 기판 재료는 50∼300℃ 에 있어서의 선 열팽창 계수가 5.90×10-6∼6.40×10-6/℃ 이고, 또한 실온에서 주파수 1.9GHz 에서의 비유전율이 10 이상인 것이 바람직하다. 본 발명에 관한 저온 소성 기판 재료는 모두, 높은 비유전율을 가지면서, 선 열팽창 계수를 5.90×10-6∼6.40×10-6/℃ 로 제어할 수 있기 때문에, 예를 들어 낮은 비유전율의 저온 소성 기판 재료와 조합하여 다선 배선 기판을 제조할 때에, 선 열팽창 계수를 합치시켜, 휨을 저감할 수 있다.
본 발명에 관한 다층 배선 기판에서는 상기 저온 소성 기판 재료 ((I), (II), (III) 포함) 로 이루어지는 글라스-세라믹 혼합층과, 그 글라스-세라믹 혼합층 이외의 다른 글라스-세라믹 혼합층과의 50∼300℃ 에서의 선 열팽창 계수의 차가 0.25×10-6/℃ 이하인 것이 바람직하다. 선 열팽창 계수의 차를 상기 범위로 제어함으로써 휨을 저감할 수 있다.
본 발명에 관한 다층 배선 기판에서는 상기 저온 소성 기판 재료 ((I), (II), (III) 포함) 로 이루어지는 글라스-세라믹 혼합층 이외의 다른 글라스-세라믹 혼합층은 실온에서 주파수 1.9GHz 에서의 비유전율이 5∼8 인 것이 바람직하다. 비유전율이 서로 다른 글라스-세라믹 혼합층을 적층시켜 다층 배선 기판을 형성하여, LTCC 모듈의 고집적화, 소형화를 진행시킬 수 있다.
본 발명에 관한 다층 배선 기판에서는 상기 저온 소성 기판 재료 ((I), (II), (III) 포함) 로 이루어지는 글라스-세라믹 혼합층 이외의 다른 글라스-세라믹 혼합층은 SiO2 46∼60질량%, B2O3 0.5∼5질량%, Al2O3 6∼17.5질량% 및 알칼리 토류금속산화물 25∼45질량% 의 조성을 갖고, 그 알칼리 토류금속산화물 중의 적어도 60질량% 가 SrO 인 글라스가 58∼76vol%, 및 알루미나가 24∼42vol% 함유되어 있는 저온 소성 기판 재료로 이루어지는 글라스-세라믹 혼합층인 것이 바람직하다.
본 발명에 관한 다층 배선 기판에서는 글라스-세라믹 혼합층 간의 선 열팽창 계수의 차를 작게 함으로써 휨의 발생을 억제하지만, 그 휨은 가로세로 50mm 의 크기당 200μm 이하인 경우가 포함된다. 또한, 그 휨이 가로세로 100mm 의 크기당 200μm 이하인 경우도 포함된다. 휨을 상기 값 이하로 함으로써, 다층 배선 기판의 표면에 고정밀도로 전자 부품을 적재할 수 있다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 본 발명의 실시형태를 나타내고 본 발명을 상세히 설명하겠지만, 본 발명이 이들의 기재에 한정되는 것은 아니다.
(제 1 형태)
제 1 형태에 관한 저온 소성 기판 재료는 60∼78vol% 의 글라스 성분과, 40∼22vol% 의 세라믹 성분, 즉 알루미나 (Al2O3), 티타니아 (TiO2) 및 코디에라이트 (Mg2Al4Si5O18) 을 포함하는 세라믹 성분으로 이루어진다. 이것은 저온 소성 기판 재료 I 이다.
여기서 글라스는 SiO2 46∼60질량%, 바람직하게는 47∼55질량%, B2O3 0.5∼5질량%, 바람직하게는 1∼4질량%, Al2O3 6∼17.5질량%, 바람직하게는 7∼16.5질량% 및 알칼리 토류금속산화물 25∼45질량%, 바람직하게는 30∼40질량% 의 조성을 가질 필요가 있다. 이 SiO2 가 46질량% 미만에서는 유리화가 곤란해지고, 60질량% 를 초과하면 유리 연화점이 너무 높아져 저온 소결을 할 수 없게 된다. 또한, B2O3 은 5질량% 보다 많게 하면, 소결 후에 있어서의 내습성의 저하를 초래하고, 또한 0.5질량% 보다 지나치게 적으면 유리화 온도가 약간 높아짐과 함께 소결 온도가 너무 높아지기 때문에 바람직하지 못하다. 또한 Al2O3 이 6질량% 미만에서는 글라스 성분의 강도가 저하되고, 17.5질량% 를 초과하면 유리화가 곤란해진다. 이 글라스 성분 중의 알칼리 토류금속산화물로서는 Mg0, Ca0, Ba0 및 Sr0 가 있지만, 그 합계량의 적어도 60질량%, 바람직하게는 80질량% 이상이 SrO 일 필요가 있다. 이 양이 60질량% 미만에서는 유리 연화점이 높아져 저온 소성하는 것이 곤란해진다. 그리고, 다른 CaO, MgO, BaO 를 약간 복합 첨가함으로써, 용해 글라스의 점성을 저하시키고, 소결 온도폭을 확대할 수 있어, 제조가 용이해지기 때문에, 이 들을 혼합 사용하는 것이 바람직하다. 첨가 효과 면에서는 상기 알칼리 토류금속산화물 중의 CaO 와 Mg0 와 Ba0 는 합계로 1질량% 이상으로 하는 것이 바람직하고, 또한 Ca0 와 Mg0 는 각각 0.2질량% 이상, 특히 0.5질량% 이상으로 하는 것이 바람직하다. 상기 알칼리 토류금속산화물 중의 CaO 는 10질량% 미만, MgO 는 6질량% 이하로 하는 것이 바람직하다. 이들 산화물의 양이 그보다 많아지면 고강도의 자기가 얻어지지 않고, 또한 글라스의 결정화도의 제어가 곤란해진다.
제 1 형태에 관한 저온 소성 기판 재료 I 에 있어서, 글라스 성분은 60∼78vol%, 바람직하게는 60∼73vol% 로 할 필요가 있고, 글라스 성분이 60vol% 미만, 즉 세라믹 성분이 40vol% 를 초과하면 1000℃ 이하에서 치밀한 소결체가 얻어지지 않게 된다. 반면, 글라스 성분이 78vol% 초과, 즉 세라믹 성분이 22vol% 미만이 되면 항절 강도가 저하된다.
세라믹 성분의 하나인 알루미나의 함유량은 0vol% 초과 16vol% 이하, 바람직하게는 1∼8vol% 로 한다. 알루미나는 비유전율을 조정하기 위해 첨가되지만, 16vol% 를 초과하여 첨가되면 목적으로 하는 비유전율이 얻어지지 않게 된다.
세라믹 성분의 하나인 티타니아의 함유량은 10∼26vol%, 바람직하게는 14∼25vol% 로 한다. 티타니아는 비유전율을 높이기 위해서 첨가하고, 10vol% 미만에서는 비유전율이 낮다. 반면, 26vol% 를 초과하여 첨가되면, 저온 소성 기판 재료 (I) 의 선 열팽창 계수가 너무 커진다.
세라믹 성분의 하나인 코디에라이트의 함유량은 2∼15vol%, 바람직하게는 6 ∼14vol% 로 한다. 코디에라이트는 50∼300℃ 의 선 열팽창 계수가 1.8×10-6/℃ 로 낮고, 비유전율은 4.8 로 낮다. 따라서, 저온 소성 기판 재료 I 중의 함유량을 변화시킴으로써, 비유전율에 큰 영향을 주지 않고, 선 열팽창 계수를 낮게 하는 방향으로 제어할 수 있다. 코디에라이트의 함유량을 2vol% 미만으로 하면, 저온 소성 기판 재료 I 의 선 열팽창 계수가 커지고, 반면 15vol% 를 초과하면 저온 소성 기판 재료 I 의 선 열팽창 계수가 너무 작아진다.
제 1 형태에 관한 저온 소성 기판 재료 (I) 는 각 성분을 조정함으로써, 50∼300℃ 에 있어서의 선 열팽창 계수가 5.90×10-6∼6.40×10-6/℃ 이고, 실온에서 주파수 1.9GHz 에서의 비유전율을 10 이상으로 하는 것이 좋다. 특히 선 열팽창 계수는 코디에라이트으로 제어한다. 저온 소성 기판 재료로서, 높은 선 열팽창성화를 억제하고, 또한 높은 비유전율의 재료를 제공할 수 있다.
제 1 형태에 관한 저온 소성 기판 재료 (I) 는 본 발명의 목적에 반하지 않는 한, 다른 성분을 함유시켜도 된다.
계속해서, 제 1 형태에 관한 저온 소성 기판 재료 (I) 를 다선 배선 기판에 사용한 경우에 관해서 설명한다. 제 1 형태에 관한 다층 배선 기판은 글라스-세라믹 혼합층이 적층되어 있는 다층 배선 기판에 있어서, 상기 글라스-세라믹 혼합층 중 적어도 1층은 SiO2 46∼60질량%, B2O3 0.5∼5질량%, Al2O3 6∼17.5질량% 및 알칼리 토류금속산화물 25∼45질량% 의 조성을 갖고, 그 알칼리 토류금속산화물 중의 적어도 60질량% 가 SrO 인 글라스를 60∼78vol%, 알루미나를 0vol% 초과 16vol% 이하, 티타니아를 10∼26vol%, 및 코디에라이트를 2∼15vol% 함유하는 저온 소성 기판 재료 (I) 로 이루어진다. 또한, 상기 저온 소성 기판 재료 (I) 는 50∼300℃ 에서의 선 열팽창 계수가 5.90×10-6/℃∼6.40×10-6/℃ 이고, 또한 실온에서 주파수 1.9GHz 에서의 비유전율이 10 이상인 것이 바람직하다.
제 1 형태에 관한 저온 소성 기판 재료 (I) 로 이루어지는 글라스-세라믹 혼합층만을 적층하여 다층 배선 기판으로 해도 되지만, 도 1 에 나타내는 바와 같이 제 1 형태에서는 글라스-세라믹 혼합층 중 적어도 1층이 제 1 형태에 관한 저온 소성 기판 재료 (I) 로 이루어지는 것으로 하고, 서로 다른 조성의 글라스-세라믹 혼합층을 적층하여 다층 배선 기판으로 할 수 있다. 도 1 에, 다층 배선 기판의 단면 개략도를 나타내었다. 도 1A∼도 1E 및 도 1F∼도 1J 로 나타낸 적층 구조는 저온 소성 기판 재료 I 로 이루어지는 글라스-세라믹 혼합층 및 서로 다른 조성의 글라스-세라믹 혼합층을 비대칭 구조로 적층한 경우의 구체예이고, 도 1K∼도 1O 로 나타낸 적층 구조는 저온 소성 기판 재료 I 로 이루어지는 글라스-세라믹 혼합층 및 서로 다른 조성의 글라스-세라믹 혼합층을 대칭 구조로 적층한 경우의 구체예이다. 도 1 에서는 2 조성의 글라스-세라믹 혼합층을 적층하여 다층 배선 기판을 얻는 경우를 나타내고, 예를 들어 해칭 부분으로 나타낸 글라스-세라믹 혼합층이 제 1 형태에 관한 저온 소성 기판 재료 (I) 로 이루어지고, 해칭 부분이 없는 하얀 부분으로 나타낸 글라스-세라믹 혼합층이 다른 저온 소성 기판 재료로 이루어진다. 또, 3종류 이상의 서로 다른 조성의 글라스-세라믹 혼합층으로 이루 어지는 다층 배선 기판으로 해도 된다.
제 1 형태에 관한 저온 소성 기판 재료 (I) 는 50∼300℃ 에 있어서의 선 열팽창 계수가 5.90×10-6∼6.40×10-6/℃ 이고, 실온에서 주파수 1.9GHz 에서의 비유전율이 10 이상이라는 물성을 갖는 것이 바람직하지만, 별도의 조성의 글라스-세라믹 혼합층과 조합하여 다층 배선 기판으로 하는 경우, 글라스-세라믹 혼합층 간의 50∼300℃ 에서의 선 열팽창 계수의 차를 0.25×10-6/℃ 이하로 함으로써, 다층 배선 기판의 휨을 억제할 수 있다. 휨은 도 2 의 W 로 나타낸다. 적층된 각 글라스-세라믹 혼합층의 선 열팽창 계수의 차를 0.25×10-6/℃ 이하로 함으로써, 다층 배선 기판의 휨 (W) 은 가로세로 50mm 의 크기당 200μm 이하, 또는 가로세로 100mm 의 크기당 200μm 이하로 할 수 있다. 이 때, 기판의 1변의 길이 (장변과 단변이 있을 때에는 장변) 를 t 로 하여, W/t 에 의해 구해지는 휨률을, 0.4% 이하, 바람직하게는 0.2% 이하로 할 수 있다. 휨을 상기 값 이하로 함으로써, 다층 배선 기판의 표면에 고정밀도로 전자 부품을 적재할 수 있다.
선 열팽창 계수의 차가 0.25×10-6/℃ 를 초과하는 경우에는 휨을 작게 하기 위해서, 예를 들어 도 1K-도 1O 로 나타내는 적층 구조와 같이, 적층 방향의 중심에서 대칭이 되도록 글라스-세라믹 혼합층을 배치해야 한다. 그러나, 제 1 형태에 관한 다층 배선 기판에서는 선 열팽창 계수의 차를 코디에라이트의 함유량에 의해 0.25×10-6/℃ 이내로 제어할 수 있기 때문에, 도 1A-도 1J 로 나타내는 적층 구조와 같이 비대칭 구조로 적층하더라도 휨을 작게 유지할 수 있다.
또한, 제 1 형태에 관한 저온 소성 기판 재료 (1) 이외로 이루어지는 다른 글라스-세라믹 혼합층의 실온에서 주파수 1.9GHz 에서의 비유전율을 5∼8 로 하면, 비유전율의 차를 적어도 2 이상으로 할 수 있기 때문에, 기판의 설계 자유도가 보다 커지게 된다.
예를 들어, 제 1 형태에 관한 저온 소성 기판 재료 (I) 이외로 이루어지는 다른 글라스-세라믹 혼합층으로서, 일본 공개특허공보 평1-132194호에 기재된 저온 소성 기판 재료로 이루어지는 글라스-세라믹 혼합층을 선택할 수 있다. 일본 공개특허공보 평1-132194호에 기재된 저온 소성 기판 재료는 50∼300℃ 에서의 선 열팽창 계수는 5.90×10-6∼6.40×10-6/℃ 이고, 실온에서 주파수 1.9GHz 에서의 비유전율은 5∼8 이다. 따라서 제 1 형태에 관한 저온 소성 기판 재료 (I) 와 조합하여 다층 기판으로 하기 위해서는 바람직하다. 일본 공개특허공보 평1-132194호에 기재된 저온 소성 기판 재료는 SiO2 46∼60질량%, B2O3 0.5∼5질량%, Al2O3 6∼17.5질량% 및 알칼리 토류금속산화물 25∼45질량% 의 조성을 갖고, 그 알칼리 토류금속산화물 중의 적어도 60질량% 가 SrO 인 글라스가 58∼76vol%, 및 필러로서 알루미나가 24∼42vol% 함유되어 있다. 글라스 성분을 58∼76vol% 로 하는 이유는 58vol% 미만, 즉 세라믹 성분이 42vol% 를 초과하면 1000℃ 이하에서 치밀한 소결체가 얻어지지 않게 되기 때문이다. 한편, 글라스 성분이 76vol% 초과, 즉 세라믹 성분이 24vol% 미만이 되면 항절 강도가 저하된다.
다른 글라스-세라믹 혼합층을 일본 공개특허공보 평1-132194호에 기재된 저온 소성 기판 재료로 이루어지는 글라스-세라믹 혼합층으로 한 경우, 50∼300℃ 에 있어서의 층간에서의 선 열팽창 계수의 차를 0.25×10-6/℃ 이내로 하고, 또한 층간에서의 비유전율의 차를 2 이상 확보하기 위해서는 제 1 형태에 관한 저온 소성 기판 재료 (I) 로 이루어지는 글라스-세라믹 혼합층에 있어서, 세라믹 성분의 하나인 알루미나의 함유량을 바람직하게는 1∼8vol%, 보다 바람직하게는 4∼8vol% 로 한다. 또한, 세라믹 성분의 하나인 티타니아의 함유량을 바람직하게는 14∼25vol%, 보다 바람직하게는 14∼16vol% 로 한다. 또한 세라믹 성분의 하나인 코디에라이트의 함유량을, 바람직하게는 6∼14vol%, 보다 바람직하게는 6∼7vol% 로 한다. 또한, 글라스 성분을 바람직하게는 60∼73vol%, 보다 바람직하게는 72∼73vol% 로 한다. 여기서 글라스의 조성은 바람직하게는 SiO2 47∼55질량%, B2O3 1∼3질량%, Al2O3 7∼16.5질량% 및 알칼리 토류금속산화물 30∼40질량% 이다.
제 1 형태에 관한 저온 소성 재료 (I) 로 이루어지는 글라스-세라믹 혼합층 이외의 다른 글라스-세라믹 혼합층은 적어도 1층 이상에 대해서, 예를 들어 일본 공개특허공보 평1-132194호에 기재된 배선 기판에 관한 저온 소성 기판 재료에 의해 형성한다. 바람직하게는 모든 다른 글라스-세라믹 혼합층을 일본 공개특허공보 평1-132194호에 기재된 배선 기판에 관한 저온 소성 기판 재료에 의해 형성한다.
제 1 형태에 관한 다층 배선 기판을 제조하기 위해서는 예를 들어 상기 세라 믹 성분 및 글라스 성분의 원료를 각각 평균 입경 10μm 이하, 바람직하게는 1∼4μm 의 분말로서 혼합하고, 이것에 물 또는 용제 및 필요에 따라 적당한 바인더를 첨가하여 페이스트를 조제한다. 다음으로 이 페이스트를 닥터블레이드, 압출기 등을 사용하여 두께 0.1∼1.0mm 정도의 시트 형상으로 성형하여 세라믹 그린 시트를 얻는다. 이 세라믹 그린 시트를 복수장 적층하고, 40∼120℃ 의 가온 상태에서 프레스하여 적층체를 얻는다. 이 적층체를 800∼1000℃ 에서 동시에 소결한다. 그럼으로써 다층 기판이 얻어진다. 또한, 각 성분의 분말상 혼합물 그대로 건식 프레스하여 시트 형상으로 성형하고, 이것을 복수장 적층한 후 프레스하여 적층체를 얻고, 이것을 소결해도 된다. 이 때, 도체, 저항체, 오버 코트, 서미스터 등을 실시하여 동시 소성함으로써, 다층 배선 기판으로 해도 된다.
(제 2 형태)
제 2 형태에 관한 저온 소성 기판 재료 (II) 는 60∼78vol% 의 글라스 성분과, 22∼40vol% 의 세라믹 성분, 즉 티타니아 (TiO2) 및 코디에라이트 (Mg2Al4Si5O18) 을 포함하는 세라믹 성분으로 이루어진다. 이것은 저온 소성 기판 재료 (II) 이다.
여기서 글라스로서, 제 1 형태의 경우와 동일한 것을 사용한다.
제 2 형태에 관한 저온 소성 기판 재료 (II) 에 있어서, 글라스 성분은 60∼78vol% 로 하는 것이 바람직하다. 글라스 성분이 60vol% 미만, 즉 세라믹 성분이 40vol% 를 초과하면 1000℃ 이하에서 치밀한 소결체가 얻어지지 않게 된다. 반면, 글라스 성분이 78vol% 초과, 즉 세라믹 성분이 22vol% 미만이 되면 항절 강도가 저하된다.
세라믹 성분의 하나인 티타니아의 함유량은 14∼27vol% 로 하는 것이 바람직하다. 티타니아는 비유전율을 높이기 위해서 첨가하고, 14vol% 미만에서는 비유전율이 낮다. 반면, 27vol% 를 초과하게 첨가되면, 저온 소성 기판 재료 (II) 의 선 열팽창 계수가 너무 커진다.
세라믹 성분의 하나인 코디에라이트의 함유량은 5∼15.5vol% 로 하는 것이 바람직하다. 코디에라이트는 50∼300℃ 의 선 열팽창 계수가 1.8×10-6/℃ 로 낮고, 비유전율은 4.8 로 낮다. 따라서, 저온 소성 기판 재료 (II) 중의 함유량을 변화시킴으로써, 비유전율에 큰 영향을 주지 않고, 선 열팽창 계수를 낮게 하는 방향으로 제어할 수 있다. 코디에라이트의 함유량을 5vol% 미만으로 하면, 저온 소성 기판 재료 (II) 의 선 열팽창 계수가 커지고, 반면 15.5vol% 를 초과하면 저온 소성 기판 재료 (II) 의 선 열팽창 계수가 너무 작아진다.
제 2 형태에 관한 저온 소성 기판 재료 (II) 는 각 성분을 조정함으로써, 50∼300℃ 에 있어서의 선 열팽창 계수가 5.90×10-6∼6.40×10-6/℃ 이고, 실온에서 주파수 1.9GHz 에서의 비유전율을 10 이상으로 하는 것이 좋다. 특히 선 열팽창 계수는 코디에라이트으로 제어한다. 저온 소성 기판 재료로서, 높은 선 열팽창성화를 억제하고, 또한 높은 비유전율의 재료를 제공할 수 있다.
제 2 형태에 관한 저온 소성 기판 재료 (II) 는 본 발명의 목적에 반하지 않 는 한, 다른 성분을 함유시켜도 된다.
계속해서, 제 2 형태에 관한 저온 소성 기판 재료 (II) 를 다선 배선 기판에 사용한 경우에 관해서 설명한다. 제 2 형태에 관한 다층 배선 기판은 글라스-세라믹 혼합층이 적층되어 있는 다층 배선 기판에 있어서, 상기 글라스-세라믹 혼합층 중 적어도 1층은 SiO2 46∼60질량%, B2O3 0.5∼5질량%, Al2O3 6∼17.5질량% 및 알칼리 토류금속산화물 25∼45질량% 의 조성을 갖고, 그 알칼리 토류금속산화물 중의 적어도 60질량% 가 SrO 인 글라스를 60∼78vol%, 티타니아를 14∼27vol%, 및 코디에라이트를 5∼15.5vol% 를 함유하는 저온 소성 기판 재료 (II) 로 이루어진다. 또한, 상기 저온 소성 기판 재료 (II) 는 50∼300℃ 에서의 선 열팽창 계수가 5.90×10-6/℃∼6.40×10-6/℃ 이고, 또한 실온에서 주파수 1.9GHz 에서의 비유전율이 10 이상인 것이 바람직하다.
제 2 형태에 관한 저온 소성 기판 재료 (II) 로 이루어지는 글라스-세라믹 혼합층만을 적층하여 다층 배선 기판으로 해도 되고, 제 1 형태의 경우와 마찬가지로, 제 2 형태에서는 도 1 에 나타내는 바와 같이, 글라스-세라믹 혼합층 중 적어도 1층이 제 2 형태에 관한 저온 소성 기판 재료 (II) 로 이루어지는 것으로 하여, 서로 다른 조성의 글라스-세라믹 혼합층을 적층하여 다층 배선 기판으로 할 수 있다. 도 1 에서는 2조성의 글라스-세라믹 혼합층을 적층하여 다층 배선 기판을 얻은 경우를 나타내고, 예를 들어 해칭 부분으로 나타낸 글라스-세라믹 혼합층이 제 2 형태에 관한 저온 소성 기판 재료 (II) 로 이루어지고, 해칭 부분이 없는 하 얀 부분으로 나타낸 글라스-세라믹 혼합층이 다른 저온 소성 기판 재료로 이루어지는 것으로 해도 된다. 또, 3종류 이상의 서로 다른 조성의 글라스-세라믹 혼합층으로 이루어지는 다층 배선 기판으로 해도 된다.
제 2 형태에 관한 저온 소성 기판 재료 (II) 는 50∼300℃ 에서의 선 열팽창 계수가 5.90×10-6∼6.40×10-6/℃ 이고, 실온에서 주파수 1.9GHz 에서의 비유전율이 10 이상이라는 물성을 갖는 것이 바람직하지만, 별도 조성의 글라스-세라믹 혼합층과 조합하여 다층 배선 기판으로 하는 경우, 글라스-세라믹 혼합층 간의 50∼300℃ 에서의 선 열팽창 계수의 차를 0.25×10-6/℃ 이하로 함으로써, 다층 배선 기판의 휨을 억제할 수 있다. 휨은 제 1 형태의 경우와 마찬가지로, 도 2 의 W 로 나타낸다. 적층된 각 글라스-세라믹 혼합층의 선 열팽창 계수의 차를 0.25×10-6/℃ 이하로 함으로써, 다층 배선 기판의 휨 (W) 은 가로세로 50mm 의 크기당 200μm 이하, 또는 가로세로 100mm 의 크기당 200μm 이하로 할 수 있다. 이 때, 기판의 1변의 길이 (장변과 단변이 있을 때에는 장변) 를 t 로 하여, W/t 에 의해 구해지는 휨률을 0.4% 이하, 바람직하게는 0.2% 이하로 할 수 있다. 휨을 상기 값 이하로 함으로써, 다층 배선 기판의 표면에 고정밀도로 전자 부품을 적재할 수 있다.
선 열팽창 계수의 차가 0.25×10-6/℃ 를 초과하는 경우에는 휨을 작게 하기 위해서, 예를 들어 도 1K-도 1O 로 나타내는 적층 구조와 같이, 적층 방향의 중심 에서 대칭이 되도록 글라스-세라믹 혼합층을 배치해야 한다. 그러나, 제 2 형태에 관한 다층 배선 기판에서는 선 열팽창 계수의 차를 코디에라이트의 함유량에 의해 0.25×10-6/℃ 이내로 제어할 수 있기 때문에, 도 1A-도 1E 및 도 1F-도 1J 로 나타내는 적층 구조와 같이 비대칭 구조로 적층하더라도 휨을 작게 유지할 수 있다.
또한, 제 2 형태에 관한 저온 소성 기판 재료 (II) 이외로 이루어지는 다른 글라스-세라믹 혼합층의 실온에서 주파수 1.9GHz 에서의 비유전율을 5∼8 로 하면, 비유전율의 차를 적어도 2 이상으로 할 수 있으므로, 기판의 설계 자유도가 보다 커지게 된다.
예를 들어, 제 2 형태에 관한 저온 소성 기판 재료 (II) 이외로 이루어지는 다른 글라스-세라믹 혼합층으로서, 일본 공개특허공보 평1-132194호에 기재된 저온 소성 기판 재료로 이루어지는 글라스-세라믹 혼합층을 선택할 수 있다. 일본 공개특허공보 평1-132194호에 기재된 저온 소성 기판 재료는 50∼300℃ 에서의 선 열팽창 계수는 5.90×10-6∼6.40×10-6/℃ 이고, 실온에서 주파수 1.9GHz 에서의 비유전율은 5∼8 이다. 따라서 제 2 형태에 관한 저온 소성 기판 재료 (II) 와 조합하여 다층 기판으로 하기 위해서는 바람직하다. 일본 공개특허공보 평1-132194호에 기재된 저온 소성 기판 재료는 SiO2 46∼60질량%, B2O3 0.5∼5질량%, Al2O3 6∼17.5질량% 및 알칼리 토류금속산화물 25∼45질량% 의 조성을 갖고, 그 알 칼리 토류금속산화물 중의 적어도 60질량% 가 SrO 인 글라스가 58∼76vol%, 및 필러로서 알루미나가 24∼42vol% 함유되어 있다. 글라스 성분을 58∼76vol% 로 하는 이유는 58vol% 미만, 즉 세라믹 성분이 42vol% 를 초과하면 1000℃ 이하에서 치밀한 소결체가 얻어지지 않게 되기 때문이다. 한편, 글라스 성분이 76vol% 초과, 즉 세라믹 성분이 24vol% 미만이 되면 항절 강도가 저하된다.
다른 글라스-세라믹 혼합층을 일본 공개특허공보 평1-132194호에 기재된 저온 소성 기판 재료로 이루어지는 글라스-세라믹 혼합층으로 한 경우, 50∼300℃ 에서의 층간에서의 선 열팽창 계수의 차를 0.25×10-6/℃ 이내, 보다 바람직하게는 0.10×10-6/℃ 로 하고, 또한 층간에서의 비유전율의 차를 2 이상 확보하기 위해서는 제 2 형태에 관한 저온 소성 기판 재료 (II) 로 이루어지는 글라스-세라믹 혼합층에 있어서, 세라믹 성분의 하나인 티타니아의 함유량을 바람직하게는 14∼27vol%, 보다 바람직하게는 15∼25vol% 로 한다. 또한 세라믹 성분의 하나인 코디에라이트의 함유량을 바람직하게는 5∼15.5vol%, 보다 바람직하게는 5∼13vol% 로 한다. 또한, 글라스 성분은 60∼78vol%, 보다 바람직하게는 62∼78vol% 로 한다. 여기서 글라스의 조성은 바람직하게는 SiO2 47∼55질량%, B2O3 1∼3질량%, Al2O3 7∼16.5질량% 및 알칼리 토류금속산화물 30∼40질량% 이다.
제 2 형태에 관한 저온 소성 재료 (II) 로 이루어지는 글라스-세라믹 혼합층 이외의 다른 글라스-세라믹 혼합층은 적어도 1층 이상으로 대해서, 예를 들어 일본 공개특허공보 평1-132194호에 기재된 배선 기판에 관한 저온 소성 기판 재료에 의해 형성한다. 바람직하게는 모든 다른 글라스-세라믹 혼합층을 일본 공개특허공보 평1-132194호에 기재된 배선 기판에 관한 저온 소성 기판 재료에 의해 형성한다.
제 2 형태에 관한 다층 배선 기판은 제 1 형태에 관한 다층 배선 기판에서 설명한 제조 방법을 그대로 동일한 조건으로 적용할 수 있다.
(제 3 형태)
제 3 형태에 관한 저온 소성 기판 재료 (III) 는 60vol% 이상 66vol% 미만의 글라스 성분과, 34vol% 이상 40vol% 이하의 세라믹 성분, 즉 티타니아 (TiO2) 및 멀라이트 (Al6Si2O13) 를 포함하는 세라믹 성분으로 이루어진다. 이것은 저온 소성 기판 재료 (III) 이다.
여기서 글라스로서, 제 1 형태의 경우와 같은 것을 사용한다.
제 3 형태에 관한 저온 소성 기판 재료 (III) 에 있어서, 글라스 성분은 60vol% 이상 66vol% 미만으로 하는 것이 바람직하다. 글라스 성분이 60vol% 미만, 즉 세라믹 성분이 40vol% 를 초과하면 1000℃ 이하에서 치밀한 소결체가 얻어지지 않게 된다. 한편, 글라스 성분이 66vol% 이상이면, 세라믹 성분의 함유량이 적어지기 때문에, 비유전율과 선 열팽창 계수가 글라스 성분의 비유전율과 선 열팽창 계수에 근접하여, 저온 소성 기판 재료에 요구되는 비유전율과 선 열팽창 계수를 동시에 만족시키기 어려워진다.
세라믹 성분의 하나인 티타니아의 함유량은 10vol% 초과 13vol% 미만으로 하는 것이 바람직하다. 티타니아는 비유전율을 높이기 위해서 첨가하고, 10vol% 이하에서는 비유전율이 낮다. 한편, 13vol% 이상 첨가되면, 저온 소성 기판 재료 (III) 의 선 열팽창 계수가 너무 커진다.
세라믹 성분의 하나인 멀라이트의 함유량은 멀라이트를 22vol% 초과 30vol% 미만으로 하는 것이 바람직하다. 멀라이트는 50∼300℃ 의 선 열팽창 계수가 5.0×10-6/℃ 로 낮고, 비유전율은 7.4 로 낮다. 따라서, 저온 소성 기판 재료 (III) 중의 함유량을 변화시킴으로써, 선 열팽창 계수를 낮게 하는 방향으로 제어할 수 있다. 멀라이트의 함유량을 22vol% 이하로 하면, 저온 소성 기판 재료 (III) 의 선 열팽창 계수가 커지고, 반면 30vol% 이상으로 하면 글라스의 함유량이 감소하여 소결되기 어려워지거나, 또는 티타니아의 함유량이 감소하여 비유전율이 작아진다.
제 3 형태에 관한 저온 소성 기판 재료 (III) 는 각 성분을 조정함으로써, 50∼300℃ 에서의 선 열팽창 계수가 5.90×10-6∼6.40×10-6/℃ 이고, 실온에서 주파수 1.9GHz 에서의 비유전율을 10 이상으로 하는 것이 좋다. 특히 선 열팽창 계수는 멀라이트로 제어한다. 저온 소성 기판 재료로서, 높은 선 열팽창성화를 억제하고, 또한 높은 비유전율의 재료를 제공할 수 있다.
제 3 형태에 관한 저온 소성 기판 재료 (III) 는 본 발명의 목적에 반하지 않는 한, 다른 성분을 함유시켜도 된다.
계속해서, 제 3 형태에 관한 저온 소성 기판 재료 (III) 를 다층 배선 기판에 사용한 경우에 관해서 설명한다. 제 3 형태에 관한 다층 배선 기판은 글라스-세라믹 혼합층이 적층되어 있는 다층 배선 기판에 있어서, 상기 글라스-세라믹 혼합층 중 적어도 1층은 SiO2 46∼60질량%, B2O3 0.5∼5질량%, Al2O3 6∼17.5질량% 및 알칼리 토류금속산화물 25∼45질량% 의 조성을 갖고, 그 알칼리 토류금속산화물 중의 적어도 60질량% 가 SrO 인 글라스를 60vol% 이상 66vol% 미만, 티타니아를 10vol% 초과 13vol% 미만, 및 멀라이트를 22vol% 초과 30vol% 미만을 함유하는 저온 소성 기판 재료 (III) 로 이루어진다. 또한, 상기 저온 소성 기판 재료 (III) 는 50∼300℃ 에서의 선 열팽창 계수가 5.90×10-6/℃∼6.40×10-6/℃ 이고, 또한 실온에서 주파수 1.9GHz 에서의 비유전율이 10 이상인 것이 바람직하다.
제 3 형태에 관한 저온 소성 기판 재료 (III) 로 이루어지는 글라스-세라믹 혼합층만을 적층하여 다층 배선 기판으로 해도 되고, 제 1 형태의 경우와 마찬가지로, 제 3 형태에서는 도 1 에 나타내는 바와 같이, 글라스-세라믹 혼합층 중 적어도 1층이 제 3 형태에 관한 저온 소성 기판 재료 (III) 로 이루어지는 것으로 하여, 서로 다른 조성의 글라스-세라믹 혼합층을 적층하여 다층 배선 기판으로 할 수 있다. 도 1 에서는 2조성의 글라스-세라믹 혼합층을 적층하여 다층 배선 기판을 얻은 경우를 나타내고, 예를 들어 해칭 부분으로 나타낸 글라스-세라믹 혼합층이 제 3 형태에 관한 저온 소성 기판 재료 (III) 로 이루어지고, 해칭이 없는 부분으로 나타낸 글라스-세라믹 혼합층이 다른 저온 소성 기판 재료로 이루어지는 것으 로 해도 된다. 또, 3종류 이상의 서로 다른 조성의 글라스-세라믹 혼합층으로 이루어지는 다층 배선 기판으로 해도 된다.
제 3 형태에 관한 저온 소성 기판 재료 (III) 는 50∼300℃ 에 있어서의 선 열팽창 계수가 5.90×10-6∼6.40×10-6/℃ 이고, 실온에서 주파수 1.9GHz 에서의 비유전율이 10 이상이라는 물성을 갖는 것이 바람직하지만, 별도 조성의 글라스-세라믹 혼합층과 조합하여 다층 배선 기판으로 하는 경우, 글라스-세라믹 혼합층 간의 50∼300℃ 에서의 선 열팽창 계수의 차를 0.25×10-6/℃ 이하로 함으로써, 다층 배선 기판의 휨을 억제할 수 있다. 휨은 제 1 형태의 경우와 마찬가지로, 도 2 의 W 로 나타낸다. 적층된 각 글라스-세라믹 혼합층의 선 열팽창 계수의 차를 0.25×10-6/℃ 이하로 함으로써, 다층 배선 기판의 휨 (W) 은 가로세로 50mm 의 크기당 200μm 이하로 할 수 있다. 이 때, 기판의 1변의 길이 (장변과 단변이 있을 때에는 장변) 를 t 로 하여, W/t 에 의해 구해지는 휨률을 0.4% 이하, 바람직하게는 0.2% 이하로 할 수 있다. 휨을 상기 값 이하로 함으로써, 다층 배선 기판의 표면에 고정밀도로 전자 부품을 적재할 수 있다.
선 열팽창 계수의 차가 0.25×10-6/℃ 를 초과하는 경우에는 휨을 작게 하기 위해서, 예를 들어 도 1K-도 1O 로 나타내는 적층 구조와 같이, 적층 방향의 중심에서 대칭이 되도록 글라스-세라믹 혼합층을 배치해야 한다. 그러나, 제 3 형태에 관한 다층 배선 기판에서는 선 열팽창 계수의 차를 멀라이트의 함유량에 의해 0.25×10-6/℃ 이내로 제어할 수 있기 때문에, 도 1A-도1E 및 도 1F-도 1J 로 나타내는 적층 구조와 같이 비대칭 구조로 적층하더라도 휨을 작게 유지할 수 있다.
또한, 제 3 형태에 관한 저온 소성 기판 재료 (III) 이외로 이루어지는 다른 글라스-세라믹 혼합층의 실온에서 주파수 1.9GHz 에서의 비유전율을 5∼8 로 하면, 비유전율의 차를 적어도 2 이상으로 할 수 있기 때문에, 기판의 설계 자유도가 보다 커지게 된다.
예를 들어, 제 3 형태에 관한 저온 소성 기판 재료 (III) 이외로 이루어지는 다른 글라스-세라믹 혼합층으로서 일본 공개특허공보 평1-132194호에 기재된 저온 소성 기판 재료로 이루어지는 글라스-세라믹 혼합층을 선택할 수 있다. 일본 공개특허공보 평1-132194호에 기재된 저온 소성 기판 재료는 50∼300℃ 에서의 선 열팽창 계수는 5.90×10-6∼6.40×10-6/℃ 이고, 실온에서 주파수 1.9GHz 에서의 비유전율은 5∼8 이다. 따라서 제 3 형태에 관한 저온 소성 기판 재료 (III) 와 조합하여 다층 기판으로 하기 위해서는 바람직하다. 일본 공개특허공보 평1-132194호에 기재된 저온 소성 기판 재료는 SiO2 46∼60질량%, B2O3 0.5∼5질량%, Al2O3 6∼17.5질량% 및 알칼리 토류금속산화물 25∼45질량% 의 조성을 갖고, 그 알칼리 토류금속산화물 중의 적어도 60질량% 가 SrO 인 글라스가 58∼76vol%, 및 필러로서 알루미나가 24∼42vol% 함유되어 있다. 글라스 성분을 58∼76vol% 로 하는 것은 58vol% 미만에서는 치밀한 소결체가 얻어지지 않고, 76vol% 를 초과하면 세라믹 성분의 함유량이 적어지기 때문에, 비유전율과 선 열팽창 계수가 글라스 성분의 비유전율과 선 열팽창 계수에 근접하여, 다른 글라스-세라믹 혼합층에 요구되는 비유전율과 선 열팽창 계수를 동시에 만족시키기 어려워진다.
다른 글라스-세라믹 혼합층을 일본 공개특허공보 평1-132194호에 기재된 저온 소성 기판 재료로 이루어지는 글라스-세라믹 혼합층으로 한 경우, 50∼300℃ 에서의 층간에서의 선 열팽창 계수의 차를 0.25×10-6/℃ 이내, 보다 바람직하게는 0.10×10-6/℃ 로 하고, 또한 층간에서의 비유전율의 차를 2 이상으로 하기 위해서는 제 3 형태에 관한 저온 소성 기판 재료 (III) 로 이루어지는 글라스-세라믹 혼합층에 있어서, 세라믹 성분의 하나인 티타니아의 함유량을 바람직하게는 10vol% 초과 13vol% 미만, 보다 바람직하게는 11∼12vol% 로 한다. 또한 세라믹 성분의 하나인 멀라이트의 함유량을 바람직하게는 22vol% 초과 30vol% 미만, 보다 바람직하게는 27.5∼29.5vol% 로 한다. 또한, 글라스 성분은 60vol% 이상 66vol% 미만, 보다 바람직하게는 60∼64vol% 로 한다. 여기서 글라스의 조성은 바람직하게는 SiO2 47∼55질량%, B2O3 1∼3질량%, Al2O3 7∼16.5질량% 및 알칼리 토류금속산화물 30∼40질량% 이다.
제 3 형태에 관한 저온 소성 재료 (III) 로 이루어지는 글라스-세라믹 혼합층이외의 다른 글라스-세라믹 혼합층은 적어도 1층 이상에 대해서, 예를 들어 일본 공개특허공보 평1-132194호에 기재된 배선 기판에 관한 저온 소성 기판 재료에 의해 형성한다. 바람직하게는 모든 다른 글라스-세라믹 혼합층을 일본 공개특허 공보 평1-132194호에 기재된 배선 기판에 관한 저온 소성 기판 재료에 의해 형성한다.
제 3 형태에 관한 다층 배선 기판은 제 1 형태에 관한 다층 배선 기판에서 설명한 제조 방법을 그대로 동일한 조건으로 적용할 수 있다.
실시예
(제 1 형태)
다음으로 실시예에 의해 제 1 형태를 더욱 상세히 설명한다. 표 1 로 나타내는 조성이 되도록, 글라스, 알루미나, 티타니아 및 코디에라이트의 각 분말을 볼 밀로 16시간 혼합하고, 얻어진 혼합 분말 (평균 입경 1.5μm) 을 톨루엔, 에탄올 등의 용제 및 바인더를 첨가하여 페이스트화시켜 도료를 얻는다. 여기서 글라스의 조성은 산화물 환산으로, 50질량% SiO2+2질량% B2O3+11질량% Al2O3+1질량% MgO+3질량% CaO+33질량% SrO 로 하였다. 이 도료를 사용하여 닥터블레이드법으로 세라믹 그린 시트를 성형하였다. 세라믹 그린 시트의 두께는 소성 후 80μm 가 되도록 조정하였다. 이 세라믹 그린 시트를 6층 적층한 후, 프레스하여 850∼950℃ 에서 2시간 소성을 실시하였다. 그럼으로써, 두께 480μm 의 단독 조성의 다층 기판을 얻었다. 얻어진 다층 기판의 실온에서 주파수 1.9GHz 에서의 비유전율 εr, Q (1/tanδ), 50∼300℃ 에서의 선 열팽창 계수 (α) 및 항절 강도를 표 1 에 나타낸다. 비유전율 및 tanδ 는 HEWLETT PACKARD 사 제조 장치명 네트워크 애널라이저 형번 HP8510C 를 사용하여 섭동법에 의해 측정하였다. 선 열팽창 계수는 MAC 사 제조 장치명 DILATOMETER 형번 5000 을 사용하여 측정하였다. 항절 강도는 INSTRON 사 제조 장치명 만능 재료 시험기 형번 5543 을 사용하여 3점 굽힘법에 의해 구하였다.
Figure 112005034294719-pat00001
(코디에라이트 첨가에 의한 선 열팽창 계수의 제어-1)
우선, 비교예 1 과 비교예 2 및 실시예 1∼실시예 3 에 의해 나타나는 바와 같이, 알루미나를 코디에라이트으로 치환한 경우, 즉, 조성식 0.72 글라스+0.14 TiO2+(0.14-x) Al2O3+xMg2Al4Si5O18 에 있어서, x 를 변화시킨 경우에는 선 열팽창 계수는 도 3 에 나타내는 바와 같이 변화하고, 비유전율은 도 4 에 나타내는 바와 같이 변화한다. 코디에라이트는 50∼300℃ 에서의 선 열팽창 계수가 1.8×10-6/℃, 비유전율이 4.8 이고, 한편 알루미나는 50∼300℃ 에서의 선 열팽창 계수가 7.2×10-6/℃, 비유전율이 9.8 이다. 따라서, 알루미나를 코디에라이트으로 치환하는 치환량을 늘리면, 도 3 에 나타내는 바와 같이 선 열팽창 계수는 첨가량에 따라서 저하되고, 도 4 에 나타내는 바와 같이 비유전율은 첨가량에 따라서 저하된다. 단, 알루미나와 코디에라이트의 비유전율의 차는 5.0 이고, 비유전율의 변화는 선 열팽창 계수의 변화와 비교하면 완만하다. 따라서, 알루미나를 코디에라이트으로 치환함으로써, 저온 소성 기판 재료의 비유전율을 크게 바꾸지 않고, 선 열팽창 계수를 저하시키도록 제어할 수 있음이 분명해졌다.
(코디에라이트 첨가에 의한 선 열팽창 계수의 제어-2)
다음으로, 비교예 4 와 비교예 5 및 실시예 11∼실시예 13 에 의해 나타내는 바와 같이, 티타니아를 코디에라이트으로 치환한 경우, 즉, 조성식 0.60 글라스+(0.39-x)TiO2+0.01 Al2O3+xMg2Al4Si5O18 에 있어서, x 를 변화시킨 경우에는 선 열팽창 계수는 도 5 에 나타내는 바와 같이 변화하고, 비유전율은 도 6 에 나타내는 바와 같이 변화한다. 코디에라이트는 50∼300℃ 에서의 선 열팽창 계수가 1.8×10-6/℃, 비유전율이 4.8 이고, 한편 티타니아는 50∼300℃ 의 선 열팽창 계수가 11.5×10-6/℃, 비유전율이 104 이다. 따라서, 티타니아를 코디에라이트으로 치환하는 치환량을 늘리면, 도 5 에 나타내는 바와 같이 선 열팽창 계수는 첨가량에 따라서 저하되고, 도 6 에 나타내는 바와 같이 비유전율은 첨가량에 따라서 저하된다. 단, 티타니아과 코디에라이트의 비유전율의 차는 99.2 이고, 도 4 로 나타내는 변화와 비교하면 비유전율의 변화는 크다. 또한, 도 5 에 나타내는 선 열팽창 계수의 변화는 도 3 의 경우와 같은 정도의 변화량이 있다. 따라서, 티타니아를 코디에라이트으로 치환함으로써, 저온 소성 기판 재료의 비유전율과 선 열팽창 계수를 동시에 저하시키 도록 제어할 수 있음이 분명해졌다.
이상에 의해, 코디에라이트 첨가에 의해 선 열팽창 계수를 제어할 수 있음이 분명해졌지만, 치밀한 소결체일 필요가 있고, 또한 치밀한 소결체로 되었다 하더라도 소정 이상의 항절 강도가 필요하다. 또한 50∼300℃ 에서의 선 열팽창 계수를 5.90×10-6∼6.40×10-6/℃ 로 하고, 또한 실온에서 주파수 1.9GHz 에서의 비유전율을 10 이상으로 하는 것이 요구된다. 비교예 1 은 코디에라이트가 2vol% 밖에 함유되어 있지 않고, 선 열팽창 계수가 6.54×10-6/℃ 로 너무 높았다. 비교예 2 는 열팽창 계수가 5.82×10-6/℃ 로 너무 낮았다. 비교예 3 은 글라스 성분이 57vol% 밖에 함유되어 있지 않기 때문에 치밀한 소결체가 얻어지지 않았다. 비교예 4 는 티타니아가 27vol% 로 많기 때문에 열팽창 계수가 6.41×10-6/℃ 로 높았다. 비교예 5 는 코디에라이트가 16vol% 로 많기 때문에 열팽창 계수가 5.80×10-6/℃ 로 너무 낮았다. 비교예 6∼비교예 8 은 알루미나의 첨가량이 많고, 비유전율이 10 미만이었다. 비교예 9 는 글라스 성분이 80vol% 함유되어 있기 때문에 항절 강도가 낮았다. 비교예 10 은 티타니아가 9vol% 로 적기 때문에 비유전율이 10 미만이었다.
(서로 다른 조성을 갖는 다층 기판의 휨의 예비 검토)
조성이 서로 다른 2종류의 세라믹 그린 시트를 각각 가로세로 10mm 로 성형하고, 6층의 적층 구조가 되도록 적층체를 형성한 후, 동시 소성을 실시하여, 6층으로 이루어지는 두께 480μm 의 서로 다른 조성의 층으로 이루어지는 다층 기판을 제작하였다. 여기서 일방의 글라스-세라믹 혼합층의 조성은 70vol% 글라스-30vol% 알루미나 (S 조성이라고 표기한다) 로 하고, 타방의 글라스-세라믹 혼합층의 조성은 70vol% 글라스-15vol% 알루미나-15vol% 티타니아 (T 조성이라고 표기한다) 으로 하였다. 여기서 모든 글라스 조성을, 산화물 환산으로 50질량% SiO2+2질량% B2O3+11질량% Al2O3+1질량% MgO+3질량% CaO+33질량% SrO 로 하였다. 다층 기판의 적층 구조는 도 7 의 a∼g 로 나타내는 적층 구조로 하였다. 그 때의 휨의 크기 (평균치) 를 도 7 에 함께 나타내었다. 도 7 을 참조하면, 가장 비대칭 구조로 되어 있는 d 로 나타낸 적층 구조에 있어서 휨이 가장 크고, 동일 조성으로만 이루어지는 다층 기판인 a 와 g 로 나타낸 적층 구조에 있어서 휨이 가장 작은 것을 알 수 있다.
도 7 로 나타낸 결과로부터, 도 1 의 적층 구조를 갖는 다층 기판 중, 도 1C 의 적층 구조가 가장 비대칭 구조이며, 휨이 커지는 것을 확인하였기 때문에, 이후 도 1C 의 적층 구조를 평가 대상으로 하였다. 도 1C 의 적층 구조로서, 휨을 작게 할 수 있다면, 그 밖의 적층 구조에서는 휨이 보다 작아지기 때문이다.
(서로 다른 조성을 갖는 다층 기판의 휨의 검토)
조성이 서로 다른 2종류의 세라믹 그린 시트를 각각 성형하고, 도 1C 의 6층의 적층 구조가 되도록 적층체를 형성한 후, 동시 소성을 실시함으로써, 6층으로 이루어지는 두께 480μm 의 서로 다른 조성의 글라스-세라믹 혼합층으로 이루어지는 다층 기판을 제작하였다. 다층 기판의 크기는 가로세로 10mm, 가로세로 50mm 및 가로세로 100mm 의 3 수준을 제작하였다. 여기서 일방의 글라스-세라믹 혼합층의 조성은 표 1 에 나타낸 각 조성으로 하였다. 타방의 글라스-세라믹 혼합층의 조성은 글라스 70vol% 와 알루미나 30vol% 를 함유하는 글라스-세라믹 혼합층으로 하였다. 여기서 어느 글라스-세라믹 혼합층에서나, 글라스의 조성은 산화물 환산으로, 50질량% SiO2+2질량% B2O3+11질량% Al2O3+1질량% MgO+3질량% CaO+33질량% SrO 로 하였다. 타방의 글라스-세라믹 혼합층의 50∼300℃ 에 있어서의 선 열팽창 계수 (α) 는 6.15×10-6/℃, 비유전율은 7.3 이었다.
글라스-세라믹 혼합층의 50∼300℃ 에서의 선 열팽창 계수 (α) 와, 다층 기판 가로세로 10mm, 가로세로 50mm 및 가로세로 100mm 의 각각의 기판의 휨량 및 다층 기판의 휨 평가를 표 2 에 정리하였다. 다층 기판의 휨 평가는 가로세로 50mm 의 기판의 휨이 200μm 이하인 샘플을 ○ 로 하고, 200μm 초과인 경우를 × 로 하였다. 또한 글라스-세라믹 혼합층의 층 간의 비유전율차가 소정치 이상인지의 여부를 다층 기판의 평가에 추가하였다. 그리고, 가로세로 50mm 의 기판의 휨이 200μm 이하, 또한 일방의 글라스-세라믹 혼합층의 비유전율이 10 이상, 또한 표 1 의 항절 강도가 190MPa 이상을 만족시키는 경우에, 다층 기판으로서의 종합 평가 ○ 를 부여하고, 만족시키지 않는 경우를 × 로 하여 결과를 표 2 에 나타내었다.
Figure 112005034294719-pat00002
표 2 의 결과로부터 타방의 글라스-세라믹 혼합층과 일방의 글라스-세라믹 혼합층과의 선 열팽창 계수의 차가 작을수록 기판의 휨이 작은 것을 알 수 있다. 타방의 글라스-세라믹 혼합층의 50∼300℃ 에 있어서의 선 열팽창 계수가 6.15×10-6/℃ 인 데 비하여, 일방의 글라스-세라믹 혼합층의 50∼300℃ 에서의 선 열팽창 계수가 5.90×10-6∼6.40×10-6/℃ 에 있을 때에는 기판의 휨이 작다. 즉, 선 열팽창 계수의 차를 0.25×10-6/℃ 이내로 하면 가로세로 50mm 의 기판의 휨을 200μm 이하로 작게 할 수 있다. 보다 바람직하게는 선 열팽창 계수의 차를 0.1×10-6/℃ 이내로 함으로써, 가로세로 50mm 각의 기판의 휨이 100μm 이하가 되는 경우가 많다. 더욱 바람직하게는 선 열팽창 계수의 차를 0.05×10-6/℃ 이내로 함으로써, 가로세로 10Omm 의 기판의 휨이 200μm 이하가 된다. 비교예 1, 2, 4, 5 는 선 열팽창 계수의 차가 크고 휨이 크다. 비교예 3 은 치밀한 소결체가 얻어지지 않았다. 비교예 6∼비교예 8 및 비교예 10 은 기판의 휨은 작지만, 글라스-세라믹 혼합층 간의 비유전율의 차가 작아, 2종 이상의 글라스-세라믹 혼합층을 형성하는 의의가 적다. 비교예 9 는 글라스-세라믹 혼합층 간의 비유전율의 차가 작음과 함께, 일방의 글라스-세라믹 혼합층의 항절 강도가 작기 때문에, 다층 기판 자체의 항절 강도도 작다고 생각된다. 실시예로 나타내는 바와 같이, 유전율이 서로 다른 글라스-세라믹 혼합층을 형성하고, 또한 휨이 작은 다층 기판을 제작할 수 있었다. 그럼으로써, 정밀도를 유지하면서 다층 배선 기판에 고용량의 커패시터층을 넣어 모듈의 박형ㆍ소형화를 꾀하면서 설계 자유도를 향상시킬 수 있다.
(제 2 형태)
다음으로 실시예에 의해 제 2 형태를 더욱 상세히 설명한다. 표 3 으로 나타내는 조성이 되도록, 글라스, 티타니아 및 코디에라이트의 각 분말을 볼 밀로 16시간 혼합하고, 얻어진 혼합 분말 (평균 입경 1.5μm) 을 톨루엔, 에탄올 등의 용제 및 바인더를 첨가하여 페이스트화시켜 도료를 얻는다. 여기서 글라스의 조성은 산화물 환산으로, 50질량% SiO2+2질량% B2O3+11질량% Al2O3+1질량% MgO+3질량% CaO+33질량% SrO 로 하였다. 이 도료를 사용하여 닥터블레이드법으로 세라믹 그린 시트를 성형하였다. 세라믹 그린 시트의 두께는 소성 후 80μm 가 되도록 조정하였다. 이 세라믹 그린 시트를 6층 적층한 후, 프레스하여 850∼950℃ 에서 2시간 소성을 실시하였다. 그럼으로써, 두께 480μm 의 단독 조성의 다층 기판을 얻었다. 얻어진 다층 기판의 실온에서 주파수 1.9GHz 에서의 비유전율 εr, Q(1/tanδ), 50∼300℃ 에서의 선 열팽창 계수 (α) 및 항절 강도를 표 3 에 나타낸다. 여기서, 비유전율, tanδ, 선 열팽창 계수 및 항절 강도의 각 측정은 제 1 형태의 실시예의 란에서 설명한 장치 및 측정 방법에 의해서 동일하게 실시하였다.
Figure 112005034294719-pat00003
(코디에라이트 첨가에 의한 선 열팽창 계수의 제어-1)
우선, 비교예 11 과 비교예 12 및 실시예 17∼실시예 19 에 의해 나타내는 바와 같이, 티타니아를 코디에라이트으로 치환한 경우, 즉 조성식 0.60 글라스+(0.40-x) TiO2+xMg2Al4Si5O18 에 있어서, x 를 변화시킨 경우에는 선 열팽창 계수는 도 8 에 나타내는 바와 같이 변화하고, 비유전율은 도 9 에 나타내는 바와 같이 변화한다. 또한, 비교예 14 와 비교예 15 및 실시예 24∼실시예 27 에 의해서 나타내는 바와 같이, 티타니아를 코디에라이트으로 치환한 경우, 즉 조성식 0.78 글라스+(0.22-x) TiO2+xMg2Al4Si5O18 에 있어서, x 를 변화시킨 경우에는 선 열팽창 계수는 도 10 에 나타내는 바와 같이 변화하고, 비유전율은 도 11 에 나타내는 바와 같이 변화한다. 코디에라이트는 50∼300℃ 의 선 열팽창 계수가 1.8×10-6/℃, 비유전율이 4.8 이고, 한편 티타니아는 50∼300℃ 의 선 열팽창 계수가 11.5×10-6/℃, 비유전율이 104이다. 따라서, 티타니아를 코디에라이트으로 치환하는 치환량을 늘리면, 도 8, 도 10 에 나타내는 바와 같이 선 열팽창 계수는 첨가량에 따라서 저하되고, 도 9, 도 11 에 나타내는 바와 같이 비유전율은 첨가량에 따라서 저하된다. 단, 도 9 의 범위로 코디에라이트를 첨가한 경우, 비유전율은 13.5 이상이고, 도 11 의 범위로 코디에라이트를 첨가한 경우, 비유전율은 10.5 이상이기 때문에, 모두 비유전율 10 이상을 확보할 수 있다. 따라서, 티타니아를 코디에라이트으로 치환함으로써, 저온 소성 기판 재료의 비유전율을 10 이상 가지면서, 선 열팽창 계수를 저하시키도록 제어할 수 있음이 분명해졌다.
이상에 의해, 코디에라이트 첨가에 의해 선 열팽창 계수를 제어할 수 있음이 분명해졌지만, 저온 소성 기판으로서 치밀한 소결체일 필요가 있고, 또한 치밀한 소결체로 되었다고 하더라도 소정 이상의 항절 강도가 필요하다. 또한 50∼300℃ 에서의 선 열팽창 계수를 5.90×10-6∼6.40×10-6/℃ 로 하고, 또한 실온에서 주파수 1.9GHz 에서의 비유전율을 10 이상으로 하는 것이 요구된다. 비교예 14 는 코디에라이트가 4vol% 밖에 함유되어 있지 않고, 선 열팽창 계수가 6.44×10-6/℃ 로 너무 높았다. 비교예 12 는 코디에라이트가 16vol% 로 많고, 선 열팽창 계수가 5.87×10-6/℃ 로 너무 낮았다. 비교예 11 은 티타니아가 28vol% 로 많기 때문에 열팽창 계수가 6.42×10-6/℃ 로 높았다. 비교예 13 은 글라스 성분이 58vol% 밖에 함유되어 있지 않기 때문에, 치밀한 소결체가 얻어지지 않았다. 비교예 15 는 티타니아가 13vol% 밖에 함유되어 있지 않기 때문에 선 열팽창 계수가 5.78×10-6/℃ 로 너무 낮았다. 비교예 16 은 글라스 성분이 80vol% 함유되어 있기 때문에 항절 강도가 낮았다.
(서로 다른 조성을 갖는 다층 기판의 휨의 예비 검토)
제 1 형태의 실시예에 있어서, 서로 다른 조성을 갖는 다층 기판의 휨의 예비 검토를 실시하였는데, 제 2 형태의 실시예에 관해서도, 마찬가지로, 이후, 도 1C 의 적층 구조를 평가 대상으로 하였다.
(서로 다른 조성을 갖는 다층 기판의 휨의 검토)
조성이 서로 다른 2종류의 세라믹 그린 시트를 각각 성형하고, 도 1C 의 6층의 적층 구조가 되도록 적층체를 형성한 후, 동시 소성을 실시함으로써, 6층으로 이루어지는 두께 480μm 의 서로 다른 조성의 글라스-세라믹 혼합층으로 이루어지는 다층 기판을 제작하였다. 다층 기판의 크기는 가로세로 10mm, 가로세로 50mm 및 가로세로 100mm 의 3수준을 제작하였다. 여기서 일방의 글라스-세라믹 혼합층의 조성은 표 3 에 나타낸 각 조성으로 하였다. 타방의 글라스-세라믹 혼합층의 조성은 글라스 70vol% 와 알루미나 30vol% 를 함유하는 글라스-세라믹 혼합층으로 하였다. 여기서 어느 글라스-세라믹 혼합층에서나, 글라스의 조성은 산화물 환산으로, 50질량% SiO2+2질량% B2O3+11질량% Al2O3+1질량% MgO+3질량% CaO+33질량% SrO 로 하였다. 타방의 글라스-세라믹 혼합층의 50∼300℃ 에서의 선 열팽창 계수 (α) 는 6.15×10-6/℃, 비유전율은 7.3 이었다.
글라스-세라믹 혼합층의 50∼300℃ 에서의 선 열팽창 계수 (α) 와, 다층 기판 가로세로 10mm, 가로세로 50mm 및 가로세로 100mm 의 각각의 기판의 휨량 및 다층 기판의 휨 평가를 표 4 에 정리하였다. 다층 기판의 휨 평가는 가로세로 50mm 의 기판의 휨이 200μm 이하인 샘플을 ○ 로 하고, 200μm 초과인 경우를 × 로 하였다. 또한 글라스-세라믹 혼합층의 층 간의 비유전율차가 소정치 이상인지의 여부를 다층 기판의 평가에 추가하였다. 그리고, 가로세로 50mm 의 기판의 휨이 200μm 이하, 또한 일방의 글라스-세라믹 혼합층의 비유전율이 10 이상, 또한 표 3 의 항절 강도가 190MPa 이상을 만족시키는 경우에, 다층 기판으로서의 종합 평가 ○ 를 부여하고, 만족시키지 않는 경우를 × 로 하여 결과를 표 4 에 나타내었다.
Figure 112005034294719-pat00004
표 4 의 결과로부터 타방의 글라스-세라믹 혼합층과 일방의 글라스-세라믹 혼합층의 선 열팽창 계수의 차가 작을수록 기판의 휨이 작은 것을 알 수 있다. 타방의 글라스-세라믹 혼합층의 50∼300℃ 에서의 선 열팽창 계수가 6.15×10-6/℃ 인 것에 비하여, 일방의 글라스-세라믹 혼합층의 50∼300℃ 에 있어서의 선 열팽창 계수가 5.90×10-6∼6.40×10-6/℃ 에 있을 때에는 기판의 휨이 작다. 즉, 선 열팽창 계수의 차를 0.25×10-6/℃ 이내로 하면, 가로세로 50mm 의 기판의 휨을 200μm 이하로 작게 할 수 있다. 보다 바람직하게는 선 열팽창 계수의 차를 0.1×10-6/℃ 이내로 함으로써, 가로세로 50mm 의 기판의 휨이 100μm 가 된다. 더욱 바람직하게는 선 열팽창 계수의 차를 0.05×10-6/℃ 이내로 함으로써, 가로세로 100mm 의 기판의 휨이 200μm 이하가 된다. 비교예 11, 12, 14, 15 는 선 열팽창 계수의 차가 크고 휨이 크다. 비교예 13 은 친밀한 소결체가 얻어지지 않았다. 비교예 16 은 일방의 글라스-세라믹 혼합층의 항절 강도가 작기 때문에, 다층 기판 자체의 항절 강도도 작다고 생각된다. 실시예로 나타내는 바와 같이, 유전율이 서로 다른 글라스-세라믹 혼합층을 형성하고, 또한 휨이 작은 다층 기판을 제작할 수 있었다. 그럼으로써, 정밀도를 유지하면서 다층 배선 기판에 고용량의 커패시터층을 넣어 모듈의 박형ㆍ소형화를 꾀하면서 설계 자유도를 향상시킬 수 있다.
(제 3 형태)
다음으로 실시예에 의해 제 3 형태를 더욱 상세히 설명한다. 표 5 로 나타내는 조성이 되도록, 글라스, 티타니아 및 멀라이트의 각 분말을 볼 밀로 16시간 혼합하고, 얻어진 혼합 분말 (평균 입경 1.5μm) 을 톨루엔, 에탄올 등의 용제 및 바인더를 첨가하여 페이스트화시켜 도료를 얻는다. 여기서 글라스의 조성은 산화물 환산으로, 50질량% SiO2+2질량% B2O3+11질량% Al2O3+1질량% MgO+3질량% CaO+33질량% Sr0 로 하였다. 이 도료를 사용하여 닥터블레이드법으로 세라믹 그린 시트를 성형하였다. 세라믹 그린 시트의 두께는 소성 후 80μm 가 되도록 조정하였다. 이 세라믹 그린 시트를 6층 적층한 후, 프레스하여 850∼950℃ 에서 2시간 소성을 실시하였다. 그럼으로써, 두께 480μm 의 단독 조성의 다층 기판을 얻었다. 얻어진 다층 기판의 실온에서 주파수 1.9GHz 에서의 비유전율 εr, Q(1/tanδ), 50∼300℃ 에서의 선 열팽창 계수 (α) 를 표 5 에 나타낸다. 여기서, 비유전율, tanδ 및 선 열팽창 계수의 각 측정은 제 1 형태의 실시예의 란에서 설명한 장치 및 측정 방법에 의해서 동일하게 실시하였다.
Figure 112005034294719-pat00005
(멀라이트 첨가에 의한 선 열팽창 계수의 제어)
우선, 비교예 17 과 비교예 18 및 실시예 28∼실시예 31 에 의해 나타내는 바와 같이, 글라스를 멀라이트로 치환한 경우, 즉 조성식 (0.88-x) 글라스+0.12 TiO2+xAl6Si2O13 에 있어서, x 를 변화시킨 경우에는 선 열팽창 계수는 도 12 에 나타내는 바와 같이 변화하고, 비유전율은 도 13 에 나타내는 바와 같이 변화한다. 또한, 비교예 19 과 비교예 20 및 실시예 32∼실시예 34 에 의해 나타내는 바와 같이, 티타니아를 멀라이트로 치환한 경우, 즉 조성식 0.60 글라스+(0.40-x) TiO2+xAl6Si2O13 에 있어서, x 를 변화시킨 경우에는 선 열팽창 계수는 도 14 에 나타내는 바와 같이 변화하고, 비유전율은 도 15 에 나타내는 바와 같이 변화한다. 멀라이트는 50∼300℃ 의 선 열팽창 계수가 5.0×10-6/℃, 비유전율이 7.4 이고, 한편 본 실시예에서 사용한 글라스는 50∼300℃ 의 선 열팽창 계수가 5.7×10-6/℃, 비유전율이 6.4 이다. 따라서, 글라스를 멀라이트로 치환하는 치환량을 늘리면, 도 12 에 나타내는 바와 같이 선 열팽창 계수는 멀라이트의 첨가량의 증가에 따라서 저하되어, 도 13 에 나타내는 바와 같이 비유전율은 멀라이트의 첨가량의 증가에 영향을 받지 않는다. 한편 티타니아는 50∼300℃ 의 선 열팽창 계수가 11.5×10-6/℃, 비유전율이 104 이다. 따라서, 티타니아를 멀라이트로 치환하는 치환량을 늘리면, 도 14 에 나타내는 바와 같이 선 열팽창 계수는 멀라이트의 첨가량의 증가에 따라서 저하되고, 도 15 에 나타내는 바와 같이 비유전율은 멀라이트의 첨가량의 증가에 따라서 저하된다. 단, 도 15 에 있어서 멀라이트의 함유량을 30vol% 미만으로 한 경우, 비유전율은 10 이상이기 때문에, 모두 비유전율 10 이상을 확보할 수 있다. 따라서, 글라스 또는 티타니아를 멀라이트로 치환함으로써, 저온 소성 기판 재료의 비유전율을 10 이상 가지면서, 선 열팽창 계수를 저하시키도록 제어할 수 있는 것이 분명해졌다.
이상에 의해, 멀라이트 첨가에 의해 선 열팽창 계수를 제어할 수 있는 것이 분명해졌지만, 저온 소성 기판으로서 치밀한 소결체가 얻어져야 한다. 또한 50∼300℃ 에서의 선 열팽창 계수를 5.90×10-6∼6.40×10-6/℃ 로 하고, 또한 실온에서 주파수 1.9GHz 에서의 비유전율을 10 이상으로 하는 것이 요구된다. 비교예 17 은 글라스 성분이 58vol% 로 너무 적기 때문에, 치밀한 소결체가 얻어지지 않았다. 비교예 18 은 멀라이트가 22vol% 이고, 선 열팽창 계수가 6.41×10-6/℃ 로 높았다. 비교예 19 는 멀라이트가 30vol% 이고, 비유전율이 9.8 로 낮았다. 비교예 20 은 티타니아가 13vol% 이고, 선 열팽창 계수가 6.42×10-6/℃ 로 높았다.
(서로 다른 조성을 갖는 다층 기판의 휨의 예비 검토)
제 1 형태의 실시예에 있어서, 서로 다른 조성을 갖는 다층 기판의 휨의 예비 검토를 실시하였는데, 제 3 형태의 실시예에 관해서도, 마찬가지로, 이후, 도 1C 의 적층 구조를 평가 대상으로 하였다.
(서로 다른 조성을 갖는 다층 기판의 휨의 검토)
조성이 서로 다른 2종류의 세라믹 그린 시트를 각각 성형하고, 도 1C 의 6층의 적층 구조가 되도록 적층체를 형성한 후, 동시 소성을 실시함으로써, 6층으로 이루어지는 두께 480μm 의 서로 다른 조성의 글라스-세라믹 혼합층으로 이루어지는 다층 기판을 제작하였다. 다층 기판의 크기는 가로세로 10mm, 가로세로 50mm 의 2수준을 제작하였다. 여기서 일방의 글라스-세라믹 혼합층의 조성은 표 5 에 나타낸 각 조성으로 하였다. 타방의 글라스-세라믹 혼합층의 조성은 글라스 70vol% 와 알루미나 30vol% 를 함유하는 글라스-세라믹 혼합층으로 하였다. 여기서 어느 글라스-세라믹 혼합층에서나, 글라스의 조성은 산화물 환산으로, 50질량% SiO2+2질량% B2O3+11질량% Al2O3+1질량% MgO+3질량% CaO+33질량% SrO 로 하였다. 타방의 글라스-세라믹 혼합층의 50∼300℃ 에서의 선 열팽창 계수 (α) 는 6.15×10-6/℃, 비유전율은 7.3 이었다.
글라스-세라믹 혼합층의 50∼300℃ 에서의 선 열팽창 계수 (α) 와, 다층 기판 가로세로 10mm, 가로세로 50mm 각각의 기판의 휨량 및 다층 기판의 휨 평가를 표 6 에 정리하였다. 다층 기판의 휨 평가는 가로세로 50mm 의 기판의 휨이 200μm 이하인 샘플을 ○ 로 하고, 200μm 초과인 경우를 × 로 하였다. 또한 글라스-세라믹 혼합층의 층 간의 비유전율 (εr) 의 차가 소정치 이상인지의 여부를 다층 기판의 평가에 추가하였다. 그리고, 가로세로 50mm 의 기판의 휨이 200μm 이하, 또한 일방의 글라스-세라믹 혼합층의 비유전율이 10 이상을 만족시키는 경우에, 다층 기판으로서의 종합 평가 ○ 를 부여하고, 만족시키지 않는 경우를 × 로 하여 결과를 표 6 에 나타내었다.
Figure 112005034294719-pat00006
표 6 의 결과로부터 타방의 글라스-세라믹 혼합층과 일방의 글라스-세라믹 혼합층의 선 열팽창 계수의 차가 작을수록 기판의 휨이 작음을 알 수 있다. 타방의 글라스-세라믹 혼합층의 50∼300℃ 에서의 선 열팽창 계수가 6.15×10-6/℃ 인 것에 비하여, 일방의 글라스-세라믹 혼합층의 50∼300℃ 에서의 선 열팽창 계수가 5.90×10-6∼6.40×10-6/℃ 에 있을 때에는 기판의 휨이 작다. 즉, 선 열팽창 계수의 차를 0.25×10-6/℃ 이내로 하면, 가로세로 50mm 의 기판의 휨을 200μm 이하로 작게 할 수 있었다. 보다 바람직하게는 선 열팽창 계수의 차를 0.21×10-6/℃ 이내로 함으로써, 가로세로 50mm 의 기판의 휨이 100μm 가 된다. 비교예 18, 20 은 선 열팽창 계수의 차가 크고 휨이 컸다. 비교예 17 은 치밀한 소결체가 얻어지지 않았다. 비교예 19 는 비유전율이 9.8 로 낮다. 실시예로 나타내는 바와 같이, 유전율이 서로 다른 글라스-세라믹 혼합층을 형성하고, 또한 휨이 작은 다층 기판을 제작할 수 있었다. 그럼으로써, 정밀도를 유지하면서 다층 배선 기판에 고용량의 커패시터층을 넣어 모듈의 박형ㆍ소형화를 꾀하달면서 설계 자유도를 향상시킬 수 있다.
산업상의 이용가능성
본 발명에 관한 저온 소성 기판 재료를 사용한 다층 배선 기판은 고주파 중첩 모듈, 안테나 스위치 모듈, 필터 모듈 등의 LTCC 모듈로서 이용할 수 있다.
본 발명은 코디에라이트 또는 멀라이트를 선 열팽창 계수의 제어용 필러로서 저온 소성 기판 재료에 함유시킴으로써, 고팽창성 자기가 되는 것을 저지하고, 또한 높은 비유전율을 갖는 저온 소성 기판 재료로 할 수 있다. 또한 본 발명은 서로 다른 조성의 글라스-세라믹 혼합층을 적층시킨 다층 배선 기판에 있어서, 적층 구조를 대칭 구조로 하지 않더라도 소성품의 휨을 작게 할 수 있다. 그럼으로써, 다층 배선 기판에 고용량의 커패시터층을 넣을 수 있게 되어, 모듈의 박형ㆍ소형화를 꾀하면서 설계 자유도를 향상시킬 수 있다.

Claims (19)

  1. SiO2 46∼60질량%, B2O3 0.5∼5질량%, Al2O3 6∼17.5질량% 및 알칼리 토류금속산화물 25∼45질량% 의 조성을 갖고, 그 알칼리 토류금속산화물 중의 적어도 60질량% 가 SrO 인 글라스를 60∼78vol%,
    알루미나를 0vol% 초과 16vol% 이하,
    티타니아를 10∼26vol%,
    및 코디에라이트를 2∼15vol%
    함유하는 것을 특징으로 하는 저온 소성 기판 재료.
  2. SiO2 46∼60질량%, B2O3 0.5∼5질량%, Al2O3 6∼17.5질량% 및 알칼리 토류금속산화물 25∼45질량% 의 조성을 갖고, 그 알칼리 토류금속산화물 중의 적어도 60질량% 가 SrO 인 글라스를 60∼78vol%,
    티타니아를 14∼27vol%,
    및 코디에라이트를 5∼15.5vol%
    함유하는 것을 특징으로 하는 저온 소성 기판 재료.
  3. SiO2 46∼60질량%, B2O3 0.5∼5질량%, Al2O3 6∼17.5질량% 및 알칼리 토류금속산화물 25∼45질량% 의 조성을 갖고, 그 알칼리 토류금속산화물 중의 적어도 60질 량% 가 SrO 인 글라스를 60vol% 이상 66vol% 미만,
    티타니아를 10vol% 초과 13vol% 미만,
    및 멀라이트를 22vol% 초과 30vol% 미만
    함유하는 것을 특징으로 하는 저온 소성 기판 재료.
  4. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 50∼300℃ 에서의 선 열팽창 계수가 5.90×10-6∼6.40×10-6/℃ 인 것을 특징으로 하는 저온 소성 기판 재료.
  5. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 실온에서 주파수 1.9GHz 에서의 비유전율이 10 이상인 것을 특징으로 하는 저온 소성 기판 재료.
  6. 제 4 항에 있어서, 실온에서 주파수 1.9GHz 에서의 비유전율이 10 이상인 것을 특징으로 하는 저온 소성 기판 재료.
  7. 글라스-세라믹 혼합층이 적층되어 있는 다층 배선 기판에 있어서, 상기 글라스-세라믹 혼합층 중 적어도 1층은 SiO2 46∼60질량%, B2O3 0.5∼5질량%, Al2O3 6∼17.5질량% 및 알칼리 토류금속산화물 25∼45질량% 의 조성을 갖고, 그 알칼리 토류금속산화물 중의 적어도 60질량% 가 SrO 인 글라스를 60∼78vol%, 알루미나를 0vol% 초과 16vol% 이하, 티타니아를 10∼26vol%, 및 코디에라이트를 2∼15vol% 함유하는 저온 소성 기판 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다층 배선 기판.
  8. 글라스-세라믹 혼합층이 적층되어 있는 다층 배선 기판에 있어서, 상기 글라스-세라믹 혼합층 중 적어도 1층은 SiO2 46∼60질량%, B2O3 0.5∼5질량%, Al2O3 6∼17.5질량% 및 알칼리 토류금속산화물 25∼45질량% 의 조성을 갖고, 그 알칼리 토류금속산화물 중의 적어도 60질량% 가 SrO 인 글라스를 60∼78vol%, 티타니아를 14∼27vol%, 및 코디에라이트를 5∼15.5vol% 함유하는 저온 소성 기판 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다층 배선 기판.
  9. 글라스-세라믹 혼합층이 적층되어 있는 다층 배선 기판에 있어서, 상기 글라스-세라믹 혼합층 중 적어도 1층은 SiO2 46∼60질량%, B2O3 0.5∼5질량%, Al2O3 6∼17.5질량% 및 알칼리 토류금속산화물 25∼45질량% 의 조성을 갖고, 그 알칼리 토류금속산화물 중의 적어도 60질량% 가 SrO 인 글라스를 60vol% 이상 66vol% 미만, 티타니아를 10vol% 초과 13vol% 미만, 및 멀라이트를 22vol% 초과 30vol% 미만 함유하는 저온 소성 기판 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다층 배선 기판.
  10. 제 7 항, 제 8 항 또는 제 9 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 저온 소성 기판 재료는 50∼300℃ 에 있어서의 선 열팽창 계수가 5.90×10-6∼6.40×10-6/℃ 이 고, 또한 실온에서 주파수 1.9GHz 에서의 비유전율이 10 이상인 것을 특징으로 하는 다층 배선 기판.
  11. 제 7 항, 제 8 항 또는 제 9 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 저온 소성 기판 재료로 이루어지는 글라스-세라믹 혼합층과, 그 글라스-세라믹 혼합층 이외의 다른 글라스-세라믹 혼합층과의 50∼300℃ 에서의 선 열팽창 계수의 차가 0.25×10-6/℃ 이하인 것을 특징으로 하는 다층 배선 기판.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 저온 소성 기판 재료로 이루어지는 글라스-세라믹 혼합층과, 그 글라스-세라믹 혼합층 이외의 다른 글라스-세라믹 혼합층과의 50∼300℃ 에서의 선 열팽창 계수의 차가 0.25×10-6/℃ 이하인 것을 특징으로 하는 다층 배선 기판.
  13. 제 7 항, 제 8 항 또는 제 9 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 저온 소성 기판 재료로 이루어지는 글라스-세라믹 혼합층 이외의 다른 글라스-세라믹 혼합층은 실온에서 주파수 1.9GHz 에서의 비유전율이 5∼8 인 것을 특징으로 하는 다층 배선 기판.
  14. 제 10 항에 있어서, 상기 저온 소성 기판 재료로 이루어지는 글라스-세라믹 혼합층 이외의 다른 글라스-세라믹 혼합층은 실온에서 주파수 1.9GHz 에서의 비유전율이 5∼8 인 것을 특징으로 하는 다층 배선 기판.
  15. 제 11 항에 있어서, 상기 저온 소성 기판 재료로 이루어지는 글라스-세라믹 혼합층 이외의 다른 글라스-세라믹 혼합층은 실온에서 주파수 1.9GHz 에서의 비유전율이 5∼8 인 것을 특징으로 하는 다층 배선 기판.
  16. 제 12 항에 있어서, 상기 저온 소성 기판 재료로 이루어지는 글라스-세라믹 혼합층 이외의 다른 글라스-세라믹 혼합층은 실온에서 주파수 1.9GHz 에서의 비유전율이 5∼8 인 것을 특징으로 하는 다층 배선 기판.
  17. 제 7 항, 제 8 항 또는 제 9 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 저온 소성 기판 재료로 이루어지는 글라스-세라믹 혼합층 이외의 다른 글라스-세라믹 혼합층은 SiO2 46∼60질량%, B2O3 0.5∼5질량%, Al2O3 6∼17.5질량% 및 알칼리 토류금속산화물 25∼45질량% 의 조성을 갖고, 그 알칼리 토류금속산화물 중의 적어도 60질량% 가 SrO 인 글라스가 58∼76vol%, 및 알루미나가 24∼42vol% 함유되어 있는 저온 소성 기판 재료로 이루어지는 글라스-세라믹 혼합층인 것을 특징으로 하는 다층 배선 기판.
  18. 제 7 항, 제 8 항 또는 제 9 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 다층 배선 기판의 휨은 가로세로 50mm 의 크기당 200μm 이하인 것을 특징으로 하는 다층 배선 기판.
  19. 제 7 항, 제 8 항 또는 제 9 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 다층 배선 기판의 휨은 가로세로 100mm 의 크기당 200μm 이하인 것을 특징으로 하는 다층 배선 기판.
KR1020050055797A 2004-06-28 2005-06-27 저온 소성 기판 재료 및 그것을 사용한 다층 배선 기판 KR100930852B1 (ko)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004190183A JP4166731B2 (ja) 2004-06-28 2004-06-28 低温焼成基板材料及びそれを用いた多層配線基板
JPJP-P-2004-00190183 2004-06-28
JP2004190174A JP4295682B2 (ja) 2004-06-28 2004-06-28 多層配線基板
JPJP-P-2004-00190174 2004-06-28
JPJP-P-2005-00085226 2005-03-24
JP2005085226A JP4655715B2 (ja) 2005-03-24 2005-03-24 低温焼成基板材料及びそれを用いた多層配線基板

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060048561A KR20060048561A (ko) 2006-05-18
KR100930852B1 true KR100930852B1 (ko) 2009-12-10

Family

ID=35056957

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050055797A KR100930852B1 (ko) 2004-06-28 2005-06-27 저온 소성 기판 재료 및 그것을 사용한 다층 배선 기판

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7307032B2 (ko)
EP (1) EP1612194B1 (ko)
KR (1) KR100930852B1 (ko)
DE (1) DE602005025285D1 (ko)
TW (1) TWI361800B (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101823877B (zh) * 2010-05-28 2012-07-04 天津大学 一种低温共烧陶瓷介质材料及其制备方法
JP6114691B2 (ja) 2011-05-16 2017-04-12 日本碍子株式会社 大容量モジュールの周辺回路用の回路基板、及び当該回路基板を用いる周辺回路を含む大容量モジュール
DE102012111458B4 (de) * 2012-11-27 2022-12-08 Tdk Electronics Ag Halbleitervorrichtung
JP6536858B2 (ja) 2015-12-28 2019-07-03 日立金属株式会社 誘電体セラミックスの製造方法および誘電体セラミックス
CN112341178B (zh) * 2020-11-06 2023-04-21 南京工业大学 一种宽频低膨胀系数低温共烧玻璃复合陶瓷及其制备方法
CN115636664B (zh) * 2022-11-08 2023-06-27 昆明贵研新材料科技有限公司 一种收缩率可调控的玻璃-陶瓷体系陶瓷基板材料及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003040670A (ja) * 2001-07-27 2003-02-13 Kyocera Corp 高熱膨張磁器組成物、高熱膨張磁器およびその製造方法、並びに多層配線基板およびその実装構造
JP2003212646A (ja) * 2002-01-18 2003-07-30 Narumi China Corp ガラスセラミックス用組成物及び高誘電率ガラスセラミックス基板及びコンデンサ内蔵セラミックス多層配線基板
JP2004083373A (ja) * 2002-08-28 2004-03-18 Kyocera Corp 高熱膨張磁器組成物、高熱膨張磁器およびその製造方法、並びに多層配線基板およびその実装構造

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2507418B2 (ja) * 1986-05-02 1996-06-12 旭硝子株式会社 回路基板用組成物
US4939106A (en) * 1987-08-31 1990-07-03 Tdk Corporation Sintered ceramic body
JP3372061B2 (ja) 1991-08-09 2003-01-27 ティーディーケイ株式会社 高周波誘電体材料ならびに共振器およびその製造方法
KR960006230B1 (ko) * 1991-08-09 1996-05-11 티디케이 가부시끼가이샤 고주파 유전체 재료와 공진기 및 그 제조방법
JP2598872B2 (ja) * 1993-08-11 1997-04-09 松下電器産業株式会社 ガラスセラミックス多層基板
JP2000264677A (ja) * 1999-03-17 2000-09-26 Mitsubishi Materials Corp ガラス組成物、それを用いたペ−スト、グリ−ンシ−ト、絶縁体、ｐｄｐ用隔壁およびｐｄｐ

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003040670A (ja) * 2001-07-27 2003-02-13 Kyocera Corp 高熱膨張磁器組成物、高熱膨張磁器およびその製造方法、並びに多層配線基板およびその実装構造
JP2003212646A (ja) * 2002-01-18 2003-07-30 Narumi China Corp ガラスセラミックス用組成物及び高誘電率ガラスセラミックス基板及びコンデンサ内蔵セラミックス多層配線基板
JP2004083373A (ja) * 2002-08-28 2004-03-18 Kyocera Corp 高熱膨張磁器組成物、高熱膨張磁器およびその製造方法、並びに多層配線基板およびその実装構造

Also Published As

Publication number Publication date
US20050288167A1 (en) 2005-12-29
DE602005025285D1 (de) 2011-01-27
EP1612194B1 (en) 2010-12-15
TWI361800B (en) 2012-04-11
EP1612194A1 (en) 2006-01-04
TW200616926A (en) 2006-06-01
KR20060048561A (ko) 2006-05-18
US7307032B2 (en) 2007-12-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2194766B1 (en) Ceramic multilayer substrate
JP5821975B2 (ja) 複合積層セラミック電子部品
JP5104761B2 (ja) セラミック基板およびその製造方法
JP5435176B2 (ja) 複合積層セラミック電子部品
JP5040918B2 (ja) ガラスセラミック組成物、ガラスセラミック焼結体および積層セラミック電子部品
JP5003683B2 (ja) ガラスセラミック組成物、ガラスセラミック焼結体および積層セラミック電子部品
US7211533B2 (en) Oxide porcelain composition, ceramic multilayer substrate, and ceramic electronic component
US8592041B2 (en) Glass ceramic composition and glass ceramic substrate
KR100930852B1 (ko) 저온 소성 기판 재료 및 그것을 사용한 다층 배선 기판
JP5888524B2 (ja) 複合積層セラミック電子部品
JP4295682B2 (ja) 多層配線基板
KR20100014344A (ko) 적층 유전체 제조 방법
KR20050102092A (ko) 유전체 세라믹 조성물, 유전체 세라믹 및 이를 사용한 적층세라믹 부품
US6852655B2 (en) Dielectric ceramic
JP2010052970A (ja) セラミック組成物、セラミックグリーンシート、及びセラミック電子部品
JP3934841B2 (ja) 多層基板
JP4655715B2 (ja) 低温焼成基板材料及びそれを用いた多層配線基板
JPH034594A (ja) コンデンサー内蔵複合回路基板
JP4166731B2 (ja) 低温焼成基板材料及びそれを用いた多層配線基板
JP2007173857A (ja) 多層基板およびその製造方法
JP2004345914A (ja) 誘電体ガラスセラミック組成物および多層回路基板
JP2010232255A (ja) 多層配線基板の製造方法
JP2004010437A (ja) 高周波部品用低誘電率磁器組成物
JP2006008466A (ja) 低温焼成基板材料及びそれを用いた多層配線基板
JPH0624857A (ja) 多層セラミック基板

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121121

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131118

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141120

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151118

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161122

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171120

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181119

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191118

Year of fee payment: 11