(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳｉをＳｉＯ2に換算して４８〜７５重量％、ＢａをＢａＯに換算して２０〜４０重量％、および、ＡｌをＡｌ2Ｏ3に換算して５〜２０重量％含有する主成分セラミック材料と、
前記主成分セラミック材料１００重量部に対して、
ＭｎをＭｎＯに換算して２．５〜５．５重量部、
ＭｇをＭｇＯに換算して０．１〜１０重量部、ならびに、
ＦｅおよびＴｉから選ばれる少なくとも１種を、それぞれ、Ｆｅ2Ｏ3およびＴｉＯ2に換算して０．１〜６重量部含有する副成分セラミック材料と
を含み、
実質的にＣｒ酸化物、Ｂ酸化物およびＣａ酸化物のいずれをも含まない、低温焼結セラミック材料。
【請求項２】
請求項１に記載の低温焼結セラミック材料を焼結させてなるセラミック層を備える、セラミック基板。
【請求項３】
複数の前記セラミック層を積層してなる積層体と、前記積層体の表面および／または内部に金、銀および銅の少なくとも１種を主成分とする導体パターンとを有する、請求項２に記載のセラミック基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、銀や銅等の低融点金属材料と同時焼結可能な低温焼結セラミック材料、ならびに、この低温焼結セラミック材料を用いて構成されるセラミック基板、さらには多層セラミック基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
低温焼結セラミック（LTCC：Low Temperature Cofired Ceramic）材料は、比抵抗の小さな銀、銅等の低融点金属材料と同時焼成できるので、高周波特性に優れた多層セラミック基板を形成することができ、情報通信端末等における高周波モジュール用の基板材料として多用されている。【０００３】
低温焼結セラミック材料としては、Ａｌ2Ｏ3等のセラミック材料にＢ2Ｏ3−ＳｉＯ2系ガラス材料を混合したいわゆるガラスセラミック複合系が一般的であるが、この系では、出発原料として比較的高価なガラスを用いる必要があり、また、焼成時に揮発しやすいホウ素が含まれているため、得られる基板の組成がばらつきやすく、特殊なさや（セッター）を用いなければならないなど、その管理が煩雑である。【０００４】
そこで、たとえば特開２００２−１７３３６２号公報（特許文献１）や特開２００８−０４４８２９号公報（特許文献２）に記載の低温焼結セラミック材料が提案されている。これらの文献に記載された低温焼結セラミック材料は、出発原料にガラスを用いず、しかも、ホウ素を含まない非ガラス系の低温焼結セラミック材料であるため、上述のような問題に遭遇しない。【０００５】
しかしながら、これらの文献に記載された低温焼結セラミック材料は、得られるセラミック基板の曲げ強度が低く、用途によっては、基板そのものの強度が十分でないことがあり、また、選択した組成によっては、Ｑｆ値が低く、誘電損失が大きくなってしまうこともある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１７３３６２号公報
【特許文献２】特開２００８−０４４８２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上述の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、焼成後の組成ばらつきの少ない非ガラス系の低温焼結セラミック材料であって、これを焼結させて得られるセラミック基板の強度やＱｆ値を向上させることが可能な低温焼結セラミック材料を提供しようとすることである。【０００８】
本発明の他の目的は、上記低温焼結セラミック材料を用いて構成されたセラミック基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る低温焼結セラミック材料は、ＳｉをＳｉＯ2に換算して４８〜７５重量％、ＢａをＢａＯに換算して２０〜４０重量％、および、ＡｌをＡｌ2Ｏ3に換算して５〜２０重量％含有する主成分セラミック材料と、主成分セラミック材料１００重量部に対して、ＭｎをＭｎＯに換算して２．５〜５．５重量部、ＭｇをＭｇＯに換算して０．１〜１０重量部、ならびに、ＦｅおよびＴｉから選ばれる少なくとも１種を、それぞれ、Ｆｅ2Ｏ3およびＴｉＯ2に換算して０．１〜６重量部含有する副成分セラミック材料とを含み、実質的にＣｒ酸化物、Ｂ酸化物およびＣａ酸化物のいずれをも含まないことを特徴としている。ここで、「実質的に」というのは、不純物としてＢ酸化物、Ｃｒ酸化物およびＣａ酸化物を０．１重量％未満で含み得ることを意味する。すなわち、Ｂ酸化物、Ｃｒ酸化物およびＣａ酸化物が不純物として混入しても０．１重量％未満であれば本発明の効果を得ることができる。
【００１０】
また、本発明は、本発明の低温焼結セラミック材料を焼結させてなるセラミック層を備えるセラミック基板にも向けられる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の低温焼結セラミック材料は、出発原料に実質的にガラスが含まれておらず、かつ、ホウ素も含まれていないので、これを焼結させて得られるセラミック基板の組成がばらつきにくく、その焼成プロセスの管理が容易である。しかも、この低温焼結セラミック材料を焼成して得られるセラミック基板は、基板そのものの強度が高いうえ、優れたＱｆ値を有していて、機械的特性ならびに電気的特性の良いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明に係る低温焼結セラミック材料を用いて構成される第１の実施形態による多層セラミック基板１を図解的に示す断面図である。
【図２】この発明に係る低温焼結セラミック材料を用いて構成される第２の実施形態によるセラミック基板２１を図解的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の低温焼結セラミック材料は、ＳｉをＳｉＯ2に換算して４８〜７５重量％、ＢａをＢａＯに換算して２０〜４０重量％、および、ＡｌをＡｌ2Ｏ3に換算して５〜２０重量％含有する主成分セラミック材料と、主成分セラミック材料１００重量部に対して、ＭｎをＭｎＯに換算して２．５〜５．５重量部、ＭｇをＭｇＯに換算して０．１〜１０重量部、ならびに、ＦｅおよびＴｉから選ばれる少なくとも１種を、それぞれ、Ｆｅ2Ｏ3およびＴｉＯ2に換算して０．１〜６重量部含有する副成分セラミック材料とを含み、実質的にＣｒ酸化物、Ｂ酸化物およびＣａ酸化物のいずれをも含まない。
【００１４】
この低温焼結セラミック材料は、出発原料にガラスを用いず、ホウ素を含まない非ガラス系の低温焼結セラミック材料であるので、これを焼結させて得られるセラミック基板の組成がばらつきにくく、その焼成プロセスの管理が容易である。しかも、得られるセラミック基板は、後述する実験例からわかるように、２３０ＭＰａ以上、特定的な組成では、３００ＭＰａ以上の曲げ強度を有していて、基板そのものの強度が高いうえ、非晶質部分が比較的少なく、結晶化が促進されたＱｆ値の高いものとなる。
【００１５】
ここで、ＳｉをＳｉＯ2に換算して４８〜７５重量％、ＢａをＢａＯに換算して２０〜４０重量％、および、ＡｌをＡｌ2Ｏ3に換算して５〜２０重量％含有する主成分セラミック材料は、得られるセラミック基板の基本成分であって、絶縁抵抗が大きく、比誘電率が小さく、誘電体損失が小さなセラミック基板を得るのに大きく寄与している。
【００１６】
他方、副成分セラミック材料であるＭｎ（特にＭｎＯ）は、ＳｉＯ2−ＢａＯ−Ａｌ2Ｏ3系主成分セラミック材料と反応して液相成分を作りやすく、焼成時に出発原料の粘性を下げることで焼結助剤として作用するが、揮発性は同じ焼結助剤として作用するＢ2Ｏ3に比べてはるかに小さい。したがって、焼成ばらつきを低減し、その焼成管理を容易にするとともに、量産性の向上に寄与する。
【００１７】
また、Ｍｇ（特にＭｇＯ）も、Ｍｎと同様に、焼結助剤として作用するが、揮発性はＢ2Ｏ3に比べてはるかに小さい。また、Ｍｇにより、焼成時の低温焼結セラミック材料の結晶化が促進され、その結果、基板強度の低下の原因となる液相部分の体積量を減らすことができ、得られるセラミック基板の曲げ強度を向上させることができる。
【００１８】
さらに、詳細なメカニズムは不明であるが、低温焼結セラミック材料からなるセラミック層と銅等の低融点金属材料からなる外部導体膜との反応性を増すことができ、その同時焼成プロセスによって、セラミック層と外部導体膜との接合強度を高めることができる。その結果、セラミック基板に搭載される半導体デバイス等の能動素子やチップコンデンサ等の受動素子とセラミック基板との間で強固なはんだ接合が形成され、その落下等の衝撃による接合破壊を抑制することができる。
【００１９】
なお、主成分セラミック材料１００重量部に対して、Ｍｎ添加量がＭｎＯ換算で２．５重量部未満であると、あるいは、Ｍｇ添加量がＭｇＯ換算で０．１重量部未満であると、緻密な焼結体が得られず、他方、Ｍｎ添加量がＭｎＯ換算で５．５重量部を超えると、あるいは、Ｍｇ添加量がＭｇＯ換算で１０重量部を超えると、低温焼結セラミック材料を所定形状に成形してなる未焼成ブロックを焼成するときに、このブロックとブロックが載置されるセッターとが固着してしまうことがある。
【００２０】
また、本発明の低温焼結セラミック材料は、Ｂ酸化物（特にＢ2Ｏ3）を実質的に含んでいないので、その焼成時の組成ばらつきを小さくすることができ、特殊なさや（セッター）を用いなくてもよいなど、その焼成プロセスの管理を容易にすることができる。また、Ｃｒ酸化物（特にＣｒ2Ｏ3）を実質的に含んでいないので、マイクロ波帯でのＱ値の低下を抑制し、たとえば３ＧＨｚで１２００以上のＱｆ値を得ることができる。
【００２１】
本発明の低温焼結セラミック材料は、Ｌｉ2ＯやＮａ2Ｏ等のアルカリ金属酸化物を含んでいないことが好ましい。これらのアルカリ金属酸化物も、Ｂ2Ｏ3と同様、焼成時に揮発しやすく、得られる基板の組成ばらつきの原因となることがあるからである。さらに、これらのアルカリ金属酸化物を含んでいなければ、高温、高湿などに対する耐環境性が向上し、めっき液への溶出を抑制できるといった耐薬品性をも向上させることができる。
【００２２】
なお、本発明の低温焼結セラミック材料は、その副成分セラミック材料に、アルカリ土類金属として、Ｍｇ酸化物を含んでいるが、同じアルカリ土類金属のＣａ酸化物は含んでいない。
【００２３】
また、本発明の低温焼結セラミック材料においては、副成分セラミック材料として、さらに、主成分セラミック材料１００重量部に対して、ＦｅおよびＴｉから選ばれる少なくとも１種を、それぞれ、Ｆｅ2Ｏ3およびＴｉＯ2に換算して、０．１〜６重量部含有されている。このように、ＦｅおよびＴｉから選ばれる少なくとも１種（特に、Ｆｅ2Ｏ3およびＴｉＯ2から選ばれる少なくとも１種の酸化物）が含有されていると、非晶質成分として残存しやすいＭｎ（特にＭｎＯ）の添加量を減らすことができ、結果として、基板強度の低下の原因となる液相部分の体積量を減らすことができ、得られるセラミック基板の曲げ強度をさらに向上させることができる。
【００２４】
また、本発明の低温焼結セラミック材料は、副成分セラミック材料として、主成分セラミック材料１００重量部に対して、さらにＣｏおよび／またはＶを、それぞれＣｏＯおよびＶ2Ｏ5に換算して、０．１〜５．０重量部含んでいても構わない。これらの成分は、得られるセラミック基板の曲げ強度をさらに向上させることができるとともに、着色料としても機能する。
【００２５】
本発明の低温焼結セラミック材料は、前述のように出発成分としてガラスを含んでいないが、その焼成サイクル中に非晶質成分であるガラスが生成され、焼成後のセラミック基板にはガラスを含むものである。したがって、高価なガラスを用いることなく、安定して低温焼成セラミック基板を作製することができる。また、前述したように、この発明に係る低温焼結セラミック材料は、アルカリ金属を含まないものであることが好ましい。
【００２６】
本発明の低温焼結セラミック材料は、ＳｉＯ2、ＢａＣＯ3およびＡｌ2Ｏ3の各セラミック粉末に、ＭｎＣＯ3のセラミック粉末、ならびに、Ｍｇ（ＯＨ）2のセラミック粉末を、添加・混合することによって製造することができる。好ましくは、ＳｉＯ2、ＢａＣＯ3およびＡｌ2Ｏ3の各セラミック粉末に、Ｍｇ（ＯＨ）2のセラミック粉末を添加してなる混合物を仮焼し、それによって仮焼粉を作製する工程と、上記仮焼粉に仮焼されていないＭｎＣＯ3のセラミック粉末を添加する工程とを経て製造される。
【００２７】
したがって、低温焼結セラミック材料を含むセラミックグリーンシートは、好ましくは、ＳｉＯ2、ＢａＣＯ3およびＡｌ2Ｏ3の各セラミック粉末に、Ｍｇ（ＯＨ）2のセラミック粉末を添加してなる混合物を仮焼し、それによって仮焼粉を作製する工程と、上記仮焼粉に仮焼されていないＭｎＣＯ3のセラミック粉末を添加するとともに、バインダを添加し、それによってセラミックスラリーを作製する工程と、このセラミックスラリーを成形し、それによってセラミックグリーンシートを形成する工程とを経て製造される。
【００２８】
上述のように、低温焼結セラミック材料またはセラミックグリーンシートを製造するにあたって、Ｓｉ成分、Ｂａ成分、Ａｌ成分およびＭｇ成分を仮焼してなる仮焼粉を得てから、仮焼していないＭｎ成分を上記仮焼粉に添加するようにすれば、仮焼時に仮焼合成の反応が抑制されるため、仮焼粉の粒径を微小化することができる。したがって、仮焼粉の粉砕工程を簡略化することができるとともに、これを用いて作製されるセラミックグリーンシートの薄層化を容易に進めることができる。また、仮焼粉の色がこげ茶色に変色することを防止でき、したがって、特に銅を主成分とする導電性ペーストを印刷する際、このような仮焼粉を用いて作製されたセラミックグリーンシートの画像認識性を向上させることができる。
【００２９】
次に、第１および第２の実施形態に基づいて、本発明の低温焼結セラミック材料を用いて構成されるセラミック基板およびその製造方法について説明する。
【００３０】
［第１の実施形態］
図１は、この発明に係る低温焼結セラミック材料を用いて製造されるセラミック基板の一例としての多層セラミック基板１を図解的に示す断面図である。
【００３１】
多層セラミック基板１は、積層された複数のセラミック層２をもって構成される積層体３を備えている。この積層体３において、セラミック層２の特定のものに関連して種々の導体パターンが設けられている。
【００３２】
上述した導体パターンとしては、積層体３の積層方向における端面上に形成されるいくつかの外部導体膜４および５、セラミック層２の間の特定の界面に沿って形成されるいくつかの内部導体膜６、ならびにセラミック層２の特定のものを貫通するように形成され、層間接続導体として機能するビアホール導体７等がある。
【００３３】
積層体３の表面に設けられた外部導体膜４は、積層体３の外表面上に搭載されるべき電子部品８および９への接続のために用いられる。図１では、たとえば半導体デバイスのように、バンプ電極１０を備える電子部品８、およびたとえばチップコンデンサのように面状の端子電極１１を備える電子部品９が図示されている。また、積層体３の裏面に設けられた外部導体膜５は、この多層セラミック基板１を実装するマザーボード（図示せず）への接続のために用いられる。
【００３４】
このような多層セラミック基板１に備える積層体３は、セラミック層２となるべき複数の積層されたセラミックグリーン層と、導電性ペーストによって形成された内部導体膜６およびビアホール導体７とを備え、場合によっては、導電性ペーストによって形成された外部導体膜４および５をさらに備えた生の積層体を焼成することによって得られるものである。
【００３５】
上述した生の積層体におけるセラミックグリーン層の積層構造は、典型的には、セラミックスラリーを成形して得られた複数枚のセラミックグリーンシートを積層することによって与えられ、導体パターン、特に内部の導体パターンは、積層前のセラミックグリーンシートに設けられる。
【００３６】
セラミックスラリーは、上述した本発明の低温焼結セラミック材料に、ポリビニルブチラールのような有機バインダと、トルエンおよびイソプロピルアルコールのような溶剤と、ジ−ｎ−ブチルフタレートのような可塑剤と、その他、必要に応じて、分散剤等の添加物とを加えてスラリー化することによって、得ることができる。
【００３７】
セラミックスラリーを用いてセラミックグリーンシートを得るための成形にあたっては、たとえば、ポリエチレンテレフタレートのような有機樹脂からなるキャリアフィルム上で、ドクターブレード法を適用して、セラミックスラリーをシート状に成形することが行なわれる。
【００３８】
導体パターンをセラミックグリーンシートに設けるにあたっては、たとえば、金、銀または銅のような低温焼結金属材料を導電成分の主成分として含む導電性ペーストが用いられ、セラミックグリーンシートにビアホール導体７のための貫通孔が設けられ、貫通孔に導電性ペーストが充填されるとともに、内部導体膜６のための導電性ペースト膜、ならびに外部導体膜４および５のための導電性ペースト膜がたとえばスクリーン印刷法によって形成される。なお、本発明の低温焼結セラミック材料は、前述の低温焼結金属材料のなかでも、特に銅を主成分とする導電性ペーストとの焼結性に優れている。
【００３９】
このようなセラミックグリーンシートは、所定の順序で積層され、積層方向に、たとえば１０００〜１５００ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力をもって圧着されることによって、生の積層体が得られる。この生の積層体には、図示しないが、他の電子部品を収容するためのキャビティや、電子部品８および９等を覆うカバーを固定するための接合部分が設けられてもよい。
【００４０】
生の積層体は、セラミックグリーン層に含まれる低温焼結セラミック材料が焼結可能な温度以上、たとえば８５０℃以上であって、導体パターンに含まれる金属の融点以下、たとえば銅であれば、１０５０℃以下の温度域で焼成される。これによって、セラミックグリーン層が焼結するとともに導電性ペーストも焼結して、焼結した導体膜による回路パターンが形成される。
【００４１】
なお、特に、導体パターンに含まれる主成分金属が銅である場合、焼成は、窒素雰囲気のような非酸化性雰囲気中で行なわれ、９００℃以下の温度で脱バインダを完了させ、また、降温時には、酸素分圧を低くして、焼成完了時に銅が実質的に酸化しないようにされる。なお、焼成温度がたとえば９８０℃以上であるならば、導体パターンに含まれる金属として、銀を用いることが難しいが、たとえばパラジウムが２０重量％以上のＡｇ−Ｐｄ系合金であれば、用いることが可能である。この場合には、焼成を空気中で実施することができる。焼成温度がたとえば９５０℃以下であるならば、導体パターンに含まれる金属として、銀を用いることができる。
【００４２】
以上のように、焼成工程を終えたとき、図１に示した積層体３が得られる。
【００４３】
その後、電子部品８および９が実装され、それによって、図１に示した多層セラミック基板１が完成される。
【００４４】
なお、この発明は、上述したような積層構造を有する積層体を備える多層セラミック基板に限らず、単に１つのセラミック層を備える単層構造のセラミック基板にも適用することができる。また、この低温焼結セラミック材料からなるセラミック層と他の比誘電率の高い低温焼結セラミック材料からなるセラミック層とからなる複合型の多層セラミック基板にも適用することができる。
【００４５】
［第２の実施形態］
図２は、本発明の低温焼結セラミック材料を用いて構成される第２の実施形態によるセラミック基板２１を図解的に示す断面図である。
【００４６】
セラミック基板２１は、所定の熱膨張係数α１を有する第１および第２の表層セラミック部２２および２３と、上記熱膨張係数α１よりも大きい熱膨張係数α２を有しかつ第１および第２の表層セラミック部２２および２３の間に位置される内層セラミック部２４とを備える積層構造を有している。
【００４７】
このようなセラミック基板２１において、第１および第２の表層セラミック部２２および２３ならびに内層セラミック部２４のいずれもが、本発明の低温焼結セラミック材料の焼結体から構成される。
【００４８】
セラミック基板２１において、第１および第２の表層セラミック部２２および２３の熱膨張係数α１と、内層セラミック部２４の熱膨張係数α２との関係が、上述のように選ばれることにより、セラミック基板２１の製造のために実施される焼成工程の後の冷却過程において、第１および第２の表層セラミック部２２および２３の各々に内層セラミック部２４からの圧縮応力がもたらされる。このことから、セラミック基板２１の抗折強度を向上させることができる。
【００４９】
なお、上記のような作用効果が確実に達成されるには、前述の熱膨張係数α１と熱膨張係数α２との差は、０．５ｐｐｍ／℃以上であることが好ましく、表層セラミック部２２および２３の各厚みは、１５０μｍ以下であることが好ましい。
【００５０】
また、上述のように、第１および第２の表層セラミック部２２および２３ならびに内層セラミック部２４のいずれもが、本発明の低温焼結セラミック材料の焼結体から構成されるので、比較的低温で焼成可能であり、また、セラミック基板２１を高周波特性に優れたものとすることができる。さらに、表層セラミック部２２および２３と内層セラミック部２４とが互いに実質的に同組成のセラミック焼結体からなるため、前述のように、熱膨張係数が互いに異なっていても、クラックや反りが発生することを抑えることができ、セラミック基板２１を信頼性に優れたものとすることができる。
【００５１】
なお、上述のような熱膨張係数の関係を有する表層セラミック部２２および２３ならびに内層セラミック部２４の各々となり得る本発明の低温焼結セラミック材料の具体的な組成例については、後述する実験例において明らかにする。
【００５２】
また、図２では、セラミック基板２１に関連して設けられる導体パターンの図示が省略されている。導体パターンとしては、セラミック基板２１の外表面上に設けられる外部導体膜の他、セラミック基板２１の内部に設けられる内部導体膜やビアホール導体等がある。
【００５３】
上述のように、内部導体膜やビアホール導体が設けられる場合、セラミック基板２１に備える表層セラミック部２２および２３の各々が複数層からなる積層構造を有していたり、内層セラミック部２４が複数層からなる積層構造を有していたりすることが通常であるが、これらの積層構造についても、図２では図示が省略されている。
【００５４】
［実験例］
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。
【００５５】
まず、出発原料として、いずれも粒径２．０μｍ以下のＳｉＯ2、ＢａＣＯ3、Ａｌ2Ｏ3、ＭｎＣＯ3、Ｍｇ（ＯＨ）2、ＣｅＯ2、ＺｒＯ2、Ｆｅ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＺｎＯおよびＣａＯの各セラミック粉末を準備した。次に、これら出発原料粉末を、焼成後に表１および表２に示す組成比率となるように秤量し、湿式混合粉砕した後、乾燥し、得られた混合物を７５０〜１０００℃で１〜３時間仮焼して原料粉末を得た。上記ＢａＣＯ3は焼成後にＢａＯになり、上記ＭｎＣＯ3は焼成後にＭｎＯになり、上記Ｍｇ（ＯＨ）2は焼成後にＭｇＯになるものである。
【００５６】
なお、表１および表２において、ＳｉＯ2、ＢａＯおよびＡｌ2Ｏ3の主成分セラミック材料は重量％（wt％）を単位として示され、これらの合計は１００重量％である。他方、ＭｎＯ、ＴｉＯ2、Ｆｅ2Ｏ3、ＭｇＯ、Ｎｂ2Ｏ5、ＣｅＯ2、ＺｒＯ2、ＺｎＯおよびＣａＯの副成分セラミック材料は、主成分セラミック１００重量部に対する比率が、重量部を単位として示されている。
【００５７】
【表１】
0005533674.tif 000002
【００５８】
【表２】
0005533674.tif 000003
【００５９】
次に、上述の各試料に係る原料粉末に、適当量の有機バインダ、分散剤および可塑剤を加えて、セラミックスラリーを作製し、次いで、スラリー中の原料粉末の平均粒径（D50）が１．５μｍ以下となるように混合粉砕した。
【００６０】
次に、セラミックスラリーを、ドクターブレード法によってシート状に成形し、乾燥し、適当な大きさにカットして、厚さ５０μｍのセラミックグリーンシートを得た。
【００６１】
次に、所定のセラミックグリーンシートに、銅を主成分とする導電性ペーストをスクリーン印刷法によって印刷し、外部導体膜となる導体パターンを形成した。
【００６２】
次に、得られたセラミックグリーンシートを所定の大きさにカットした後、積層し、次いで、温度６０〜８０℃および圧力１０００〜１５００ｋｇ／ｃｍ2の条件で熱圧着し、生の積層体を得た。
【００６３】
次に、生の積層体を、アルミナ製のセッター上に配置し、窒素−水素の非酸化性雰囲気中において９００〜１０００℃の温度で焼成し、セラミックグリーンシートと導体パターンとを同時焼結させてなる板状のセラミック焼結体試料を得た。
【００６４】
次に、得られた試料について、摂動法により、３ＧＨｚにおける比誘電率εｒおよびＱ値を測定し、Ｑ値については、これに共振周波数ｆを乗じたＱ×ｆ値を求めた。また、ＤＣ１００Ｖでの絶縁抵抗（ρ）を測定し、ｌｏｇρを求めた。さらに、３点曲げ強度試験（ＪＩＳ−Ｒ１０６１）によって曲げ強度を測定した。
【００６５】
これらの評価結果が表３および表４に示されている。なお、表４に示した試料については、焼結性の評価結果も示されている。ここで、焼結性が「○」のものは、順調に焼結が達成されたことを示し、焼結性が「×」のものは、前記の条件では緻密な焼結体が得られなかった、あるいは、過焼結状態であったことを示している。
【００６６】
【表３】
0005533674.tif 000004
【００６７】
【表４】
0005533674.tif 000005
【００６８】
表１および表３からわかるように、ＳｉをＳｉＯ2に換算して４８〜７５重量％、ＢａをＢａＯに換算して２０〜４０重量％、および、ＡｌをＡｌ2Ｏ3に換算して５〜２０重量％含有する主成分セラミック材料と、主成分セラミック材料１００重量部に対して、ＭｎをＭｎＯに換算して２．５〜５．５重量部、ＭｇをＭｇＯに換算して０．１〜１０重量部、ならびに、ＦｅおよびＴｉから選ばれる少なくとも１種を、それぞれ、Ｆｅ2Ｏ3およびＴｉＯ2に換算して０．１〜６重量部含有する副成分セラミック材料とを含み、実質的にＣｒ酸化物、Ｂ酸化物およびＣａ酸化物のいずれをも含まないという条件を満たす、試料Ｎｏ．１５〜２２および３４〜３６の多層セラミック基板は、２９０ＭＰａ以上の優れた曲げ強度を示していて、基板そのものの機械的強度が高いうえ、Ｑｆ値が１５００以上、絶縁抵抗（ｌｏｇρ）が１２以上のように、優れた電気的特性を示している。
【００６９】
他方、表１、表２、表３および表４からわかるように、前述の条件を満たさない試料Ｎｏ．３７〜４９は、緻密な焼結体が得られなかった、あるいは、過焼結状態になってしまった。また、緻密な焼結体が得られたとしても、曲げ強度が低く、信頼性の高い多層セラミック基板を得ることができなかった。試料Ｎｏ．１〜１４および２３〜３３は、副成分セラミック材料として、ＦｅおよびＴｉのいずれをも含まない点で、この発明の範囲外の参考例である。
【符号の説明】
【００７０】
１  多層セラミック基板
２  セラミック層
３  積層体
４，５  外部導体膜
６  内部導体膜
７  ビアホール導体
２１  セラミック基板
２２，２３  表層セラミック部
２４  内層セラミック部
【図１】
0005533674.tif 000006
【図２】
0005533674.tif 000007