(57)【要約】      （修正有）【課題】ガラスセラミック層と同時に低温で焼成が可能であり、端面からの吸水がなく高周波帯域で透磁率の高いフェライト層を備えており、そのフェライト層に内蔵されたコイル用導体のインダクタンスが高く安定しているガラスセラミック基板を提供する。【解決手段】ガラスおよびセラミックフィラーを含む複数のガラスセラミック層６を積層してなる絶縁基体１内で、前記ガラスセラミック層間に、外周部がその上下に配されているガラスセラミック層の外周部と同じ位置まで延在され、且つ内部にコイル用導体３が埋設されているフェライト層２を設けたガラスセラミック基板であって、前記絶縁基体を構成する前記フェライト層の厚みに対するガラスセラミック層の厚みの総和の比率を１５〜５０％に設定したことを特徴とするガラスセラミック基板。【選択図】図１
2006278602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスおよびセラミックフィラーを含む複数のガラスセラミック層を積層してなる絶縁基体内で、前記ガラスセラミック層間に、外周部がその上下に配されているガラスセラミック層の外周部と同じ位置まで延在され、且つ内部にコイル用導体が埋設されているフェライト層を設けたガラスセラミック基板であって、前記絶縁基体を構成する前記フェライト層の厚みに対するガラスセラミック層の厚みの総和の比率を１５〜５０％に設定したことを特徴とするガラスセラミック基板。
【請求項２】
前記フェライト層が、Ｆｅ２Ｏ３を６３〜７３質量％、ＣｕＯを５〜１０質量％、ＮｉＯを５〜１２質量％、ＺｎＯを１０〜２３質量％含有していることを特徴とする請求項１に記載のガラスセラミック基板。
【請求項３】
前記ガラスセラミック層および前記フェライト層間に、前記ガラスセラミック層の熱膨張係数と前記フェライト層の熱膨張係数との間の熱膨張係数を有し、且つ前記フェライト層と同じ成分のフェライト材料とガラスとを含有する絶縁層が介在され、該絶縁層を介して前記ガラスセラミック層および前記フェライト層を接合したことを特徴とする請求項１に記載のガラスセラミック基板。
【請求項４】
前記ガラスセラミック層および前記フェライト層間に、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ａｇ−Ｐｄ合金およびＡｇ−Ｐｔ合金のうちの少なくとも１種の金属とガラスとを含有する焼結金属層が介在され、該焼結金属層を介して前記ガラスセラミック層および前記フェライト層を接合したことを特徴とする請求項１に記載のガラスセラミック基板。
【請求項５】
前記ガラスセラミック層および前記フェライト層間に、前記ガラスセラミック層の熱膨張係数と前記フェライト層の熱膨張係数との間の熱膨張係数を有し、且つ前記フェライト層と同じ成分のフェライト材料とガラスとを含有する絶縁層と、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ａｇ−Ｐｄ合金およびＡｇ−Ｐｔ合金のうちの少なくとも１種の金属とガラスとを含有する焼結金属層とが積層された状態で介在され、該積層体を介して前記ガラスセラミック層および前記フェライト層を接合したことを特徴とする請求項１に記載のガラスセラミック基板。
【請求項６】
前記ガラスセラミック層および前記フェライト層間に、前記ガラスセラミック層の熱膨張係数と前記フェライト層の熱膨張係数との間の熱膨張係数を有し、且つ前記フェライト層と同じ成分のフェライト材料とガラスとを含有する絶縁層と、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ａｇ−Ｐｄ合金およびＡｇ−Ｐｔ合金のうちの少なくとも１種の金属とガラスとを含有する焼結金属層とが同一面内に並設された状態で介在され、該並設された絶縁層および焼結金属層を介して前記ガラスセラミック層および前記フェライト層を接合したことを特徴とする請求項１に記載のガラスセラミック基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラスセラミックス焼結体から成る絶縁基体の内部に、ガラスセラミック層と同時焼成されて形成されるとともに内部にコイル用導体が埋設された、インダクタンス値を上げるためのフェライト層が設けられたガラスセラミック基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話機を始めとする移動体通信機器等の電子機器には、多数の電子装置が組み込まれている。かかる携帯電話機等の通信機器は、近年小型化が急激に進んでおり、これに搭載される各種電子装置も小型化、薄型化が要求されている。例えば、ガラスセラミック基板の内部にコイルを内蔵した構成のＬＣフィルタが知られている。このＬＣフィルタの場合、従来チップ部品のコイルを用いて外付けしていたものをガラスセラミック基板の内部に内蔵することで小型化、薄型化ができるという利点を有する。なかでも、１００ｎＨを超えるインダクタンスの大きなコイルは、チップ部品として比較的大型であり、これをガラスセラミック基板に内蔵することは小型化、薄型化への効果が大きいという利点を有する。
【０００３】
しかしながら、コイルを内蔵したガラスセラミック基板では、非磁性のガラスセラミック基板内にコイルを形成するため、１００ｎＨ程度と比較的大きなインダクタンスを得ることができるコイルを内蔵させるには、コイルの巻き数を多くすることが必要となり、コイルが内蔵されたガラスセラミック基板の小型化、薄型化が困難であった。
【０００４】
そこで、近年、ガラスセラミック基板内部に強磁性を有するフェライト層を形成し、コイルをこのフェライト層に埋設させることにより、コイルの巻き数を多くすることなく１００ｎＨを超えるインダクタンスを実現し効果的に小型化、薄型化ができるとともに、チップ部品を表面に実装する工程の簡略化を図ることが行われている。
【０００５】
なお、このような方法では、ガラスセラミック層のガラスをフェライト層に拡散させることによりフェライト層とガラスセラミック層を強固に接合するために、フェライト層とガラスセラミック層を同時焼成することによって、ガラスセラミック基板内部にフェライト層を形成している。
【特許文献１】特開平６−２０８３９号公報
【特許文献２】特開平６−２１２６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のようなガラスセラミック基板内部にフェライト層を形成し、このフェライト層にコイルを埋設した従来のガラスセラミック基板では、フェライト層とガラスセラミック層との同時焼成において、ガラスセラミック層とフェライト層の収縮のタイミングの違いによりフェライト層がガラスセラミック層に拘束され、フェライト層が収縮することが阻害され、フェライト層の焼結が不十分となって粗化してしまう。この結果、ガラスセラミック基板側面に露出したフェライト層から大気中の水分などが侵入し、ガラスセラミック基板に吸水が行われるという問題点があった。ガラスセラミック基板に吸水が行なわれると、ガラスセラミック基板の内層に形成された配線導体が短絡する等の電気特性不良を誘発し、ガラスセラミック基板の電気的信頼性を低下させることとなる。
【０００７】
一方、上記のようなガラスセラミック基板内部にフェライト層を形成し、このフェライト層にコイルを埋設した従来のガラスセラミック基板では、以下のような理由から、内部のフェライト層は微小体積または低密度のものしか形成できず、また同じように作製したガラスセラミック基板間でのコイルのインダクタンスのばらつきもあり、フェライト層を用いて充分なコイル特性を持ったガラスセラミック基板を安定して得ることが困難であるという問題点があった。例えば、焼成温度８００〜１０００℃で焼結密度５．０ｇ／ｃｍ３以上であり、１ｋＨｚ〜１０ＭＨｚの周波数帯域で透磁率１００以上のフェライト層を内蔵したガラスセラミック基板を得ることはできなかった。
【０００８】
また従来の構成では、焼成温度が１０００℃を超えるフェライト層をガラスセラミック基板の焼成温度である８００℃〜１０００℃で焼成するためには、ガラス粉末やＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３等の焼結助剤を添加しなければならなかった。一般的に、フェライト等の磁性体の磁気特性は透磁率（μ）を指標として表される。透磁率が高ければ、コイルのインダクタンスが高くなる。ただし、透磁率は磁性体中に非磁性部分が存在すると、その非磁性部分の体積の３乗に比例して低下する。従って、フェライト層に非磁性体であるガラス粉末や焼結助剤を添加した場合、これらはフェライト層中に非磁性の領域を形成し、フェライト層中のフェライトの密度が低下して、透磁率が低くなるという問題があった。
【０００９】
さらに、フェライト層とガラスセラミック層との同時焼成において、フェライト層の熱膨張係数とガラスセラミック層の熱膨張係数とが異なるため、同時焼成過程においてフェライト層に応力がかかることにより磁歪が発生し、フェライト層の透磁率が低下して所望の透磁率を得ることが困難になるという問題もあった。
【００１０】
また、十分なインダクタンスを得るためにフェライト層を厚く形成すると、ガラスセラミック基板とフェライト層との熱膨張係数の差に起因して発生する応力によって、焼成後のフェライト層が剥離しやすくなるという問題もあった。
【００１１】
本発明は、以上のような従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ガラスセラミック層と同時に低温での焼成が可能であり、端面からの吸水がなく高周波帯域で透磁率の高いフェライト層を備えており、そのフェライト層に内蔵されたコイル用導体のインダクタンスが高くかつ安定しているガラス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】
【００１２】
本発明のガラスセラミック基板は、ガラスおよびセラミックフィラーを含む複数のガラスセラミック層を積層してなる絶縁基体内で、前記ガラスセラミック層間に、外周部がその上下に配されているガラスセラミック層の外周部と同じ位置まで延在され、且つ内部にコイル用導体が埋設されているフェライト層を設けたガラスセラミック基板であって、前記絶縁基体を構成するガラスセラミック層の厚みの総和に対する前記フェライト層の厚みの比率を１５〜５０％に設定したことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明のガラスセラミック基板は、前記フェライト層が、Ｆｅ２Ｏ３を６３〜７３質量％、ＣｕＯを５〜１０質量％、ＮｉＯを５〜１２質量％、ＺｎＯを１０〜２３質量％含有していることを特徴とする。
【００１４】
また、前記ガラスセラミック層および前記フェライト層間に、前記ガラスセラミック層の熱膨張係数と前記フェライト層の熱膨張係数との間の熱膨張係数を有し、且つ前記フェライト層と同じ成分のフェライト材料とガラスとを含有する絶縁層が介在され、該絶縁層を介して前記ガラスセラミック層および前記フェライト層を接合したことを特徴とする。
【００１５】
また、前記ガラスセラミック層および前記フェライト層間に、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ａｇ−Ｐｄ合金およびＡｇ−Ｐｔ合金のうちの少なくとも１種の金属とガラスとを含有する焼結金属層が介在され、該焼結金属層を介して前記ガラスセラミック層および前記フェライト層を接合したことを特徴とする。
【００１６】
また、前記ガラスセラミック層および前記フェライト層間に、前記ガラスセラミック層の熱膨張係数と前記フェライト層の熱膨張係数との間の熱膨張係数を有し、且つ前記フェライト層と同じ成分のフェライト材料とガラスとを含有する絶縁層と、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ａｇ−Ｐｄ合金およびＡｇ−Ｐｔ合金のうちの少なくとも１種の金属とガラスとを含有する焼結金属層とが積層された状態で介在され、該積層体を介して前記ガラスセラミック層および前記フェライト層を接合したことを特徴とする。
【００１７】
また、前記ガラスセラミック層および前記フェライト層間に、前記ガラスセラミック層の熱膨張係数と前記フェライト層の熱膨張係数との間の熱膨張係数を有し、且つ前記フェライト層と同じ成分のフェライト材料とガラスとを含有する絶縁層と、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ａｇ−Ｐｄ合金およびＡｇ−Ｐｔ合金のうちの少なくとも１種の金属とガラスとを含有する焼結金属層とが同一面内に並設された状態で介在され、該並設された絶縁層および焼結金属層を介して前記ガラスセラミック層および前記フェライト層を接合したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のガラスセラミック基板によれば、フェライト層の厚みに対するガラスセラミック層の厚みの総和の比率を１５〜５０％に設定したことにより、ガラスセラミック層が剥がれたりすることがなく、またガラスセラミック層によってフェライト層が収縮することが阻害されたりすることがなく、フェライト層の焼結も十分進むため、ガラスセラミック基板やフェライト層が吸水することを抑え、その結果、ガラスセラミック基板の内層に形成された配線導体の短絡を防止することができる。
【００１９】
また、本発明のガラスセラミック基板は、フェライト層が、Ｆｅ２Ｏ３を６３〜７３質量％、ＣｕＯを５〜１０質量％、ＮｉＯを５〜１２質量％、ＺｎＯを１０〜２３質量％含有していることから、低温で焼結可能なＣｕＺｎフェライトを高周波帯域特性に優れたＮｉＺｎフェライトに組み合わせたＮｉＣｕＺｎフェライトを用いて、ガラスセラミック層と同じ大きさの、内部にコイルが埋設されたフェライト層を形成することができる。その結果、フェライト層にガラス粉末やＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３等の焼結助剤を添加しなくても、ガラスセラミック基板と同時焼成が可能で、かつ高周波帯で高い透磁率を得ることができ、高いインダクタンスをもつコイルを内蔵したガラスセラミック基板を得ることができる。
【００２０】
また、本発明のガラスセラミック基板は、ガラスセラミック層およびフェライト層間に、ガラスセラミック層の熱膨張係数とフェライト層の熱膨張係数との間の熱膨張係数を有し、且つフェライト層と同じ成分のフェライト材料とガラスとを含有する絶縁層が介在され、この絶縁層を介してガラスセラミック層およびフェライト層を接合したことから、フェライト層とガラスセラミック層との熱膨張係数の違いによりフェライト層とガラスセラミック層間に生じる応力を、ガラスセラミック層の熱膨張係数とフェライト層の熱膨張係数の中間である絶縁層により緩和することができ、磁歪による透磁率の低下を抑制するとともに、フェライト層とガラスセラミック層とを強固に接合することができる。
【００２１】
また、本発明のガラスセラミック基板は、ガラスセラミック層およびフェライト層間に、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ａｇ−Ｐｄ合金およびＡｇ−Ｐｔ合金のうちの少なくとも１種の金属とガラスとを含有する焼結金属層が介在され、この焼結金属層を介してガラスセラミック層およびフェライト層を接合したことから、フェライト層とガラスセラミック層との熱膨張係数差により生じる応力を焼結金属層が塑性変形することで緩和することができ、磁歪による透磁率の低下を抑制するとともに、フェライト層とガラスセラミック層とを強固に接合することができる。
【００２２】
また、本発明のガラスセラミック基板は好ましくは、ガラスセラミック層およびフェライト層間に、ガラスセラミック層の熱膨張係数とフェライト層の熱膨張係数との間の熱膨張係数を有し、且つフェライト層と同じ成分のフェライト材料とガラスとを含有する絶縁層と、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ａｇ−Ｐｄ合金およびＡｇ−Ｐｔ合金のうちの少なくとも１種の金属とガラスとを含有する焼結金属層とが積層された状態で介在され、この積層体を介してガラスセラミック層およびフェライト層を接合したことから、上記の絶縁層の作用と焼結金属層の作用とが相乗的に作用することによって、フェライト層とガラスセラミック層との熱膨張係数差により生じる応力をより一層効果的に緩和することができる。その結果、磁歪による透磁率の低下をさらに効果的に抑制することができ、フェライト層とガラスセラミック層との接合もさらに強固に接合することができる。
【００２３】
また、本発明のガラスセラミック基板は好ましくは、ガラスセラミック層およびフェライト層間に、ガラスセラミック層の熱膨張係数とフェライト層の熱膨張係数との間の熱膨張係数を有し、且つフェライト層と同じ成分のフェライト材料とガラスとを含有する絶縁層と、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ａｇ−Ｐｄ合金およびＡｇ−Ｐｔ合金のうちの少なくとも１種の金属とガラスとを含有する焼結金属層とが同一面内に並設された状態で介在され、この並設された絶縁層および焼結金属層を介してガラスセラミック層およびフェライト層を接合したことによって、上記の絶縁層の作用と焼結金属層の作用とが相乗的に作用することによって、フェライト層とガラスセラミック層との熱膨張係数差により生じる応力をより一層効果的に緩和することができる。その結果、磁歪による透磁率の低下を効果的に抑制することができるとともに、フェライト層とガラスセラミック層とを強固に接合することができる。さらに、ガラスセラミック層とフェライト層の間に絶縁体である絶縁層と導体である焼結金属層を用いて配線導体を同一面内に形成することができ、また、絶縁層と焼結金属層とからなる介在層全体の厚みを薄くすることもでき、絶縁基体をさらに小型化、薄型化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明を添付図面に基づいて以下に詳細に説明する。
【００２５】
図１は本発明のガラスセラミック基板の実施の形態の一例を示す断面図であり、１は複数のガラスセラミック層６から成る絶縁基体、２はフェライト層、３はコイル用導体を含む配線導体、６はガラスセラミック層である。本発明の絶縁基体１は、複数のガラスセラミック層６が積層されて構成されており、その内層に配線導体３が埋設されたフェライト層２によって形成されている。
【００２６】
絶縁基体１となるガラスセラミック層６は、ガラス粉末およびフィラー粉末（セラミック粉末）、さらに有機バインダ，可塑剤，有機溶剤等を混合してスラリーを得て、これからドクターブレード法，圧延法，カレンダーロール法等によってガラスセラミック層６となるガラスセラミックグリーンシートを製作し、このガラスセラミックグリーンシート複数枚でフェライト層２を挟んで積層することで形成される。
【００２７】
ガラスセラミック層６となるガラスセラミックグリーンシートのガラス粉末としては、例えばＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系，ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３系，ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−ＭＯ系（但し、ＭはＣａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎを示す），ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ１Ｏ−Ｍ２Ｏ系（但し、Ｍ１およびＭ２は同じまたは異なってＣａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎを示す），ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ１Ｏ−Ｍ２Ｏ系（但し、Ｍ１およびＭ２は上記と同じである），ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ｍ３２Ｏ系（但し、Ｍ３はＬｉ，ＮａまたはＫを示す），ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ３２Ｏ系（但し、Ｍ３は上記と同じである），Ｐｂ系ガラス，Ｂｉ系ガラス等を用いることができる。
【００２８】
また、フィラー粉末としては、例えばＡｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２，ＺｒＯ２とアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物や、ＴｉＯ２とアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物，Ａｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２から選ばれる少なくとも１種を含む複合酸化物（例えばスピネル，ムライト，コージェライト）等を用いることができる。
【００２９】
フェライト層２は、配線導体３の上下面を覆うようにして、絶縁基体１の内層に配線導体３とともに形成されている。このフェライト層２は、その主成分の組成を、焼結体としてＦｅ２Ｏ３を６３〜７３質量％、ＣｕＯを５〜１０質量％、ＮｉＯを５〜１２質量％、ＺｎＯを１０〜２３質量％とから構成した場合には、低温で焼成可能であり、かつ、高周波帯域で十分に高い透磁率を得ることができるので好ましい。
【００３０】
ここで、Ｆｅ２Ｏ３は、フェライトの基幹成分であり、フェライトの主成分をＸ−Ｆｅ２Ｏ４（ＸはＣｕ、Ｎｉ、Ｚｎ等）として示される逆スピネル構造の固溶体とすれば、フェライト層２のうち、Ｆｅ２Ｏ３が６３〜７３質量％を構成していなくてはならない。６３質量％未満の場合、十分な透磁率が得られない。他方、７３質量％より多い場合、焼結密度の低下により機械的強度が低下する。
【００３１】
ＣｕＯはフェライト層２の主成分のうち５〜１０質量％を構成していなくてはならない。これは、ＣｕＯは焼結温度の低温化に大きく寄与しており、ＣｕＯが低温で液層を形成することにより焼結を促進させる効果を用いて、磁気特性を損なわずにガラスセラミックスの焼成温度である８００〜１０００℃で焼成するためである。５質量％未満であると、本発明の目的とする低温度域で焼成を行う場合に焼結密度が不十分になり機械強度が不足する。また、１０質量％より多い場合、磁気特性の低いＣｕＦｅ２Ｏ４の割合が多くなるため磁気特性を損なうこととなる。
【００３２】
ＮｉＯはフェライトの高周波域における透磁率を確保するために含有させる。ＮｉＦｅ２Ｏ４は高周波域まで共振による透磁率の減衰を起さず、高周波域での透磁率を比較的高い値に維持することができるが、初期透磁率は低い特徴をもつため、５質量％未満であると、１０ＭＨｚないしそれ以上の高周波域での透磁率が低下する。また、１２質量％より多い場合、ＮｉＦｅ２Ｏ４の割合が多くなるため初期透磁率が低下するため、フェライトの主成分中の含有量は５〜１２質量％に限定される。
【００３３】
ＺｎＯはフェライトの透磁率向上のために重要な要素であり、フェライト主成分のうち１０質量％未満であると、磁気特性不十分の問題を生じ、逆に２３質量％より多くても磁気特性が悪くなる。
【００３４】
フェライト層２の形成は、フェライト粉末に適当な有機バインダ，可塑剤，有機溶剤等を混合してスラリーを得て、これからドクターブレード法，圧延法，カレンダーロール法等によってフェライトグリーンシートを製作する。
【００３５】
ここで、絶縁基体１を構成するガラスセラミック層６の厚みの総和に対するフェライト層２の厚みの比率を１５〜５０％に設定することが重要である。
【００３６】
ガラスセラミック層６の厚みの総和に対するフェライト層２の厚みの比率を１５〜５０％に設定することによって、ガラスセラミック層６が剥がれたりすることを抑制し、またガラスセラミック層６によってフェライト層２が収縮することが阻害されにくくなりフェライト層２の焼結が十分進むため、ガラスセラミック基板やフェライト層２に吸水が発生することを効果的に防止することができ、ガラスセラミック基板の内層に形成された配線導体３が短絡するなどの電気特性不良の発生を低減することができる。
【００３７】
ガラスセラミック層６の厚みの総和に対するフェライト層２の厚みの比率が１５％未満となった場合、ガラスセラミック層６とフェライト層２との間、特に、ガラスセラミック層６とフェライト層２が露出している絶縁基体１の端部側面において剥がれが生じやすくなる。これは、ガラスセラミック層６とフェライト層２の焼結収縮挙動の違いにより発生する応力によるものである。すなわち、ガラスセラミック層６が焼結収縮した後に、フェライト層２の焼結収縮が遅れて開始することから、フェライト層２の収縮時にはセラミック層６は面方向には大きく収縮せず、ガラスセラミック層６とフェライト層２との界面、特にガラスセラミック層６とフェライト層２が露出している絶縁基体１の端部側面に応力が加わり、このときガラスセラミック層６の厚みが薄いと、この応力によってガラスセラミック層６は曲げ方向に変形しやすいので、剥がれが生じやすくなってしまう。
【００３８】
一方、ガラスセラミック層６の厚みの総和に対するフェライト層２の厚みの比率が５０％を超えた場合は、ガラスセラミック層によってフェライト層の収縮が阻害され、フェライト層２の焼結が不十分となって粗化し、ガラスセラミック基板側面に露出したフェライト層から大気中の水分などが侵入し、ガラスセラミック基板に吸水が発生してしまう傾向がある。その結果、ガラスセラミック基板の内層に形成された配線導体３が短絡する等の電気特性不良を誘発し、ガラスセラミック基板の電気的信頼性を低下させることとなる。
【００３９】
ここで、絶縁基体１を構成するガラスセラミック層６の厚みの総和に対するフェライト層２の厚みの比率が１５〜５０％の範囲において、フェライト層２の厚みは２００〜１０００μｍで、ガラスセラミック層６は３０〜５００μｍとすればよい。これは、フェライト層２の厚みとガラスセラミック層６の厚みの総和が１５００μｍを超えると、現状のチップ部品と同程度の厚みとなってしまい小型化、薄型化のメリットがなく、逆に総和が２００μｍを下回ると配線の形成や積層等が著しく困難になるためである。
【００４０】
配線導体３は、絶縁基体１の表面、内部およびフェライト層２の内部に形成されており、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ａｇ合金等の金属粉末に、適当な有機バインダ，溶剤を混練して作製した導体ペーストを、スクリーン印刷法やグラビア印刷法等によりガラスセラミックグリーンシート表面およびフェライトグリーンシート表面に塗布し、ガラスセラミックグリーンシートおよびフェライトグリーンシートと同時に焼成されて形成される。
【００４１】
図２は本発明の請求項３に関わるガラスセラミック基板の実施の形態の一例を示す断面図であり、４は絶縁層である。なお、図１と同様の部位に関して図１と同じ符号で示している。図２に示すように、絶縁層４は配線導体３の上下面を覆うフェライト層２とガラスセラミック層６との間に形成されており、ガラスセラミック層６の熱膨張係数とフェライト層２の熱膨張係数の中間の値を有することから、フェライト層２とガラスセラミック層６との熱膨張係数差により生じる応力を緩和することができ、磁歪による透磁率の低下を抑制するとともに、フェライト層２とガラスセラミック層６とを強固に接合することができる。
【００４２】
絶縁層４は、ガラス粉末およびフェライト層２に含有されるフェライト粉末を、その熱膨張係数がガラスセラミック層６の熱膨張係数とフェライト層２の熱膨張係数の間になるように配合し、適当な有機バインダ，溶剤を混練して作製した絶縁ペーストを、従来周知のスクリーン印刷法やグラビア印刷法等によりガラスセラミックグリーンシート上のフェライト層２が載置される位置に塗布し、ガラスセラミックグリーンシートと同時に焼成することによって形成される。
【００４３】
絶縁層４のフェライト粉末は、フェライト層２のフェライト粉末と同様であり、焼結体としてＦｅ２Ｏ３：４５〜５５質量部、ＣｕＯ：５〜１０質量部、ＮｉＯ：５〜１０質量部、ＺｎＯ：１０〜２５質量部より主成分が構成されるフェライトを用いることができる。
【００４４】
また、絶縁層４のガラス粉末は、ガラスセラミック層６のガラスセラミックスと同様のものを用いることができ、例えばＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系，ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３系，ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−ＭＯ系（但し、ＭはＣａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎを示す），ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ１Ｏ−Ｍ２Ｏ系（但し、Ｍ１およびＭ２は同じまたは異なってＣａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎを示す），ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ１Ｏ−Ｍ２Ｏ系（但し、Ｍ１およびＭ２は上記と同じである），ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ｍ３２Ｏ系（但し、Ｍ３はＬｉ，ＮａまたはＫを示す），ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ３２Ｏ系（但し、Ｍ３は上記と同じである），Ｐｂ系ガラス，Ｂｉ系ガラス等を用いることができる。なかでも、絶縁層４をガラスセラミック層６およびフェライト層２とを密着よく接合するためには、ガラスセラミック層６やフェライト層２に用いるガラス粉末と類似した組成系のガラス粉末を用いることが望ましい。
【００４５】
さらに、絶縁ペーストを作製する場合、有機バインダ添加量および溶剤量の合計は金属粉末の重量に対して、５〜３０重量％の範囲で調合すれば、脱バインダ性も良くガラスセラミック層６およびフェライト層２とを密着よく接合できる。
【００４６】
図３は本発明の請求項４に関わるガラスセラミック基板の実施の形態の一例を示す断面図であり、５は焼結金属層である。なお、図１と同様の部位に関して図１と同じ符号で示している。
【００４７】
図３に示すように、焼結金属層５は配線導体３の上下面を覆うフェライト層２とガラスセラミック層６との間に形成されており、フェライト層２とガラスセラミック層６との熱膨張係数差により生じる応力を、焼結金属層５が塑性変形することで緩和し、磁歪による透磁率の低下を抑制するとともに、フェライト層とガラスセラミック層とを強固に接合する作用を有している。
【００４８】
焼結金属層５は、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ａｇ−Ｐｄ合金およびＡｇ−Ｐｔ合金のうちの少なくとも１種の金属の金属粉末にガラス粉末を配合し、適当な有機バインダ，溶剤を混練して作製した金属ペーストを、従来周知のスクリーン印刷法やグラビア印刷法等によりガラスセラミックグリーンシート上のフェライト層２が載置される位置に塗布し、ガラスセラミックグリーンシートと同時に焼成されて形成される。
【００４９】
焼結金属層５のガラス粉末は、ガラスセラミック層６のガラスセラミックスと同様のものを用いることができ、例えばＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系，ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３系，ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−ＭＯ系（但し、ＭはＣａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎを示す），ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ１Ｏ−Ｍ２Ｏ系（但し、Ｍ１およびＭ２は同じまたは異なってＣａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎを示す），ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ１Ｏ−Ｍ２Ｏ系（但し、Ｍ１およびＭ２は上記と同じである），ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ｍ３２Ｏ系（但し、Ｍ３はＬｉ，ＮａまたはＫを示す），ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ３２Ｏ系（但し、Ｍ３は上記と同じである），Ｐｂ系ガラス，Ｂｉ系ガラス等を用いることができる。なかでも、焼結金属層５とガラスセラミック層６およびフェライト層２とを密着よく接合するためには、ガラスセラミック層やフェライト層２に用いるガラス粉末と類似した組成系のガラス粉末を用いることが望ましい。
【００５０】
さらに、金属ペーストを作製する場合、有機バインダ添加量および溶剤量の合計は金属粉末の重量に対して、５〜３０重量％の範囲で調合すれば、脱バインダ性も良くガラスセラミック層６およびフェライト層２を密着よく接合できる。また、焼結金属層５を配線導体３と同じ組成とし、配線導体３の一部を焼結金属層５として用いるようにしてもよく、その場合、焼結金属層５を形成するための金属ペーストを、配線導体３を形成するための導体ペーストと共用することができ、製造工程を簡略化することなどが可能となる。
【００５１】
図４は本発明の請求項５に関わるガラスセラミック基板の実施の形態の一例を示す断面図であり、絶縁層４と焼結金属層５が積層された状態で介在され、この積層体を介してガラスセラミック層６およびフェライト層２を接合したものである。
【００５２】
また、図５は本発明の請求項６に関わるガラスセラミック基板の実施の形態の一例を示す断面図であり、絶縁層４と焼結金属層５とが同一面内に並設された状態で介在され、この並設された絶縁層４および焼結金属層５を介してガラスセラミック層６およびフェライト層２を接合したものである。
【００５３】
なお、図４および図５における符号は、図１、図２および図３と同様の部位に関してそれぞれ同じ符号で示している。
【００５４】
図４および図５に示したように、介在層を絶縁層４と焼結金属層５とを組み合わせて形成する場合には、これらの介在層をガラスセラミック層６とフェライト層２の間に絶縁層４と焼結金属層５が積層された状態で配置する方法と、ガラスセラミック層６とフェライト層２の間に絶縁層４と焼結金属層５が同一面内に並設された状態で配置する方法があり、それぞれ作製した絶縁ペーストと金属ペーストを従来周知のスクリーン印刷法やグラビア印刷法等によりガラスセラミックグリーンシート上のフェライト層２が載置される位置に別々に塗布し、ガラスセラミックグリーンシートと同時に焼成されて形成される。
【００５５】
ガラスセラミック層６とフェライト層２の間に絶縁層４と焼結金属層５が同一面内に並設された状態で配置した場合には、ガラスセラミック層６とフェライト層２の間に絶縁体である絶縁層４と導体である焼結金属層５を用いて配線導体３を形成することができるため、焼結金属層５は、ガラスセラミック層６とフェライト層２とを強固に接合するとともに、配線導体３としての機能も有するものとなり、焼結金属層５を配線導体３とは別に形成する必要がなく小型化、薄型化をさらに進めることができる。
【００５６】
一方、ガラスセラミック層６とフェライト層２の間に絶縁層４と焼結金属層５が積層された状態で配置した場合には、絶縁層４と焼結金属層５の応力緩和の効果によりよりいっそう応力緩和の効果が高くなる。
【００５７】
図４の構造を形成する場合は、絶縁層４となる絶縁ペーストを塗布した後に、焼結金属層５となる金属ペーストを塗布するが、絶縁ペーストを塗布した後には、絶縁ペースト中の溶剤を５０〜７０℃で３０分〜３時間程度乾燥した後に、金属ペーストを塗布したほうがよい。これは、絶縁ペーストを乾燥しないと、金属ペーストと絶縁ペーストとが混ざり合いやすくなり、金属ペースト層を焼成し金属焼結層を得て導体配線として使用する場合、導体配線の抵抗が上昇し、所望の電気特性を得られなくなる。また、焼結金属層５となる金属ペーストを塗布した後に絶縁層４となる絶縁ペーストを形成する場合も同様に、金属ペースト層の乾燥工程を入れたほうがよい。
【００５８】
図５の構造を形成する場合は、絶縁層４および焼結金属層５のどちらを先に形成してもよいが、図４の構造を形成する場合と同様に、各層を形成した後に、乾燥工程を入れると良い。乾燥工程を入れないとそれぞれのペーストが混合し、特に焼結金属層５によって配線導体３を形成する場合に、それぞれの層が混ざり合ってしまい焼結金属層５の抵抗が上昇し電気特性の不良が発生しやすくなる。
【００５９】
本発明のガラスセラミック基板の製造方法においては、まず、フェライト層２となるフェライトグリーンシートと、ガラスセラミック層６となるガラスセラミックグリーンシートを形成する。
【００６０】
ガラスセラミックグリーンシートは、従来周知の通り、上記のガラス粉末およびフィラー粉末（セラミック粉末）、さらに有機バインダ，可塑剤，有機溶剤等を混合してスラリーを得て、これからドクターブレード法，圧延法，カレンダーロール法等によって成形する。
【００６１】
フェライトグリーンシートは、上記のフェライト粉末に適当な有機バインダ，可塑剤，有機溶剤等を混合してスラリーを得て、これからドクターブレード法，圧延法，カレンダーロール法等によって成形する。次に、このフェライトグリーンシートを所定の配線導体３を覆うものとしてガラスセラミックグリーンシートと平面視で同じ大きさの同形状にカットし、ガラスセラミックグリーンシート積層体の内部に、配線導体３となる導体パターンを配置して、その配線導体３の上面および下面を覆うようにして積層する。
【００６２】
このとき、効果的にコイル用導体のインダクタンスを高くするためには、配線導体３の上下面をフェライト層２で完全に覆うと良い。そのような配線導体３およびフェライト層２を形成するためには、所定のガラスセラミックグリーンシートの表面に、下面のフェライト層２となるフェライトグリーンシート、配線導体３となる導体ペーストのパターン、上面のフェライト層２となるフェライトグリーンシートの順番に各層を配置して積層すればよい。
【００６３】
ここで、フェライト層２となるフェライトグリーンシートを形成するのに用いるフェライト粉末は、仮焼済みのフェライト粉末であり、平均粒径が０．１μｍ〜０．９μｍの範囲で均一であり、球形状に近い粒が良い。平均粒径が０．１μｍより小さいと、フェライトグリーンシートの製作においてフェライト粉末の均一な分散が困難であり、平均粒径が０．９μｍより大きいとフェライトの焼結温度が高くなるからである。また、粒径が均一で球状に近いことにより均一な焼結状態を得ることができ、例えば、フェライト粉末で部分的に小さい粒径が存在した場合は、その部分のみ結晶粒の成長が低下し、焼結後に得られるフェライト層２の透磁率が安定しにくい傾向がある。
【００６４】
次に、配線導体３となる、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ａｇ合金等の金属粉末に、適当な有機バインダ，溶剤を混練して作製した導体ペーストや、絶縁層４となる、ガラス粉末およびフェライト層２に含有されるフェライト粉末を、その熱膨張係数がガラスセラミック層６の熱膨張係数とフェライト層２の熱膨張係数の間になるように配合し、適当な有機バインダ，溶剤を混練して作製した絶縁ペーストや、焼結金属層５となるＣｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ａｇ−Ｐｄ合金およびＡｇ−Ｐｔ合金のうちの少なくとも１種の金属の金属粉末にガラス粉末を配合し、適当な有機バインダ，溶剤を混練して作製した金属ペーストを、スクリーン印刷法やグラビア印刷法等によりガラスセラミックグリーンシート表面およびフェライトグリーンシート表面の所望の部位に塗布する。
【００６５】
以上のようにして得た、フェライト層２となるフェライトグリーンシートとガラスセラミック層６となるガラスセラミックグリーンシートの複数枚を積層してガラスセラミックグリーンシート積層体を作製する。
【００６６】
そして、このガラスセラミックグリーンシート積層体から有機成分を除去した後に焼成する。有機成分の除去は、ガラスセラミックグリーンシート積層体に荷重をかけつつ、１００〜８００℃の温度範囲でガラスセラミックグリーンシート積層体を加熱することによって行ない、有機成分を分解し揮散させる。また、焼成温度はガラスセラミック組成により異なるが、通常は約８００〜１０００℃の範囲内である。焼成は通常は大気中で行なうが、配線導体３の導体材料としてＣｕを使用する場合、１００〜７００℃の加湿窒素雰囲気中で有機成分の除去を行ない、次に窒素雰囲気中で焼成を行なう。
【００６７】
また、有機成分の除去時および焼成時には、ガラスセラミックグリーンシート積層体の反りを防止するために、その上面に重石を載せる等して荷重をかけるとよい。このような重石による荷重は５０Ｐａ〜１ＭＰａ程度が適当である。荷重が５０Ｐａ未満である場合、ガラスセラミックグリーンシート積層体の反りを抑制する作用が充分でなくなる。また、荷重が１ＭＰａを超える場合、使用する重石が大きくなるため、焼成炉に入らなくなったり、また焼成炉に入っても重石が大きいために熱容量が不足することになり焼成できなくなったり等の問題をひき起こすおそれがある。
【００６８】
この重石としては、ガラスセラミック基板の焼成中に変形、溶融等して荷重が不均一になったり、分解した有機成分の揮散を妨げたりすることがないような耐熱性の多孔質のものが適している。具体的には、セラミックス等の耐火物、あるいは高融点の金属等が挙げられる。また、ガラスセラミックグリーンシート積層体の上面に多孔質の重石を置き、その上に非多孔質の重石を置いてもよい。
【００６９】
なお、以上のようにして得たガラスセラミック基板の表面に形成された配線導体３には、金ワイヤや半田等による半導体チップやチップ部品，外部電気回路の配線導体との接合を強固なものにするために、その表面にニッケル層および金層をメッキ法により順次被着するとよい。
【実施例１】
【００７０】
本発明の配線基板の実施例を以下に説明する。まず、ガラスセラミック層を形成するため、ガラスセラミック成分として、ＳｉＯ２−ＣａＯ−ＭｇＯ系ガラス粉末５０質量部と、Ａｌ２Ｏ３粉末５０質量部とを混合し、この無機粉末１００質量部に、有機バインダとしてのアクリル系樹脂１２質量部、フタル酸系可塑剤６質量部および溶剤としてのトルエン３０質量部を加え、ボールミル法により混合しスラリーとした。このスラリーを用いてドクターブレード法によりガラスセラミックグリーンシートを成形した。
【００７１】
このガラスセラミックグリーンシートに金型による打ち抜き加工によって、直径１５０μｍの貫通孔を形成した。この貫通孔に、貫通導体用ペーストをスクリーン印刷法によって充填し、７０℃で３０分乾燥して貫通導体となる貫通導体組成物を形成した。貫通導体用ペーストとしては、Ａｇ粉末１００質量部と、焼結助剤としてのガラス粉末１０質量部に、アクリル樹脂１２質量部と有機溶剤としてのα−テルピネオール２質量部とを加え、攪拌脱泡機により十分に混合した後に３本ロールにて十分に混練したものを用いた。
【００７２】
次に、このガラスセラミックグリーンシートに表面配線導体用ペーストをスクリーン印刷法によって２０μｍの厚みに塗布し、７０℃で３０分乾燥して表面配線導体となる表面配線導体パターンを形成した。表面配線導体用ペーストとしては、Ａｇ粉末１００質量部に、アクリル樹脂１２質量部と有機溶剤としてのα−テルピネオール２質量部とを加え、攪拌脱泡機により十分に混合した後に３本ロールにて十分に混練したものを用いた。
【００７３】
同様に、このガラスセラミックグリーンシートに内部配線導体用ペーストをスクリーン印刷法によって２０μｍの厚みに塗布し、７０℃で３０分乾燥して内部配線導体となる内部配線導体パターンを形成した。内部配線導体用ペーストとしては、Ａｇ粉末１００質量部に、アクリル樹脂１２質量部と有機溶剤としてのα−テルピネオール２質量部とを加え、攪拌脱泡機により十分に混合した後に３本ロールにて十分に混練したものを用いた。
【００７４】
次にフェライト層を形成するために、フェライト粉末として、フェライト粉末にＦｅ２Ｏ３を６４質量％、ＣｕＯ６質量％、ＮｉＯを６質量％、ＺｎＯを２４質量％を含有する１００質量部に対して、有機バインダとしてのアクリル系樹脂１２質量部、フタル酸系可塑剤６質量部および溶剤としてのトルエン３０質量部を加え、ボールミル法により混合しスラリーとした。このスラリーを用いてドクターブレード法によりフェライトグリーンシートを成形した。
【００７５】
このフェライトグリーンシートに金型による打ち抜き加工によって、直径１５０μｍの貫通孔を形成した。この貫通孔に、貫通導体用ペーストをスクリーン印刷法によって充填し、７０℃で３０分乾燥して貫通導体となる貫通導体組成物を形成した。貫通導体用ペーストとしては、Ａｇ粉末１００質量部と、焼結助剤としてのガラス粉末１０質量部に、アクリル樹脂１２質量部と有機溶剤としてのα−テルピネオール２質量部とを加え、攪拌脱泡機により十分に混合した後に３本ロールにて十分に混練したものを用いた。
【００７６】
このフェライトグリーンシートに内部配線導体用ペーストをスクリーン印刷法によって２０μｍの厚みに塗布し、７０℃で３０分乾燥して内部配線導体となる内部配線導体パターンを形成した。内部配線導体用ペーストとしては、Ａｇ粉末１００質量部に、アクリル樹脂１２質量部と有機溶剤としてのα−テルピネオール２質量部とを加え、攪拌脱泡機により十分に混合した後に３本ロールにて十分に混練したものを用いた。
【００７７】
次に、フェライトグリーンシートとガラスセラミックグリーンシートとを積み重ねて、５ＭＰａの圧力と５０℃の温度で加熱圧着してグリーンシートの積層体を作製した。
【００７８】
次に、この積層体を、空気雰囲気中で５００℃、３時間の条件で焼成し有機分を除去して、空気雰囲気中で９００℃、１時間の条件で焼成し吸水率測定用の試験片を作製した。
【００７９】
吸水率の測定は、初めに試験片の重量を測定し、その後試験片を水中に浸漬し、真空中に１時間放置し、その後の試験片の重量を測定し、水中浸漬前後の重量差を求めた。なお、重量測定には、ＳＨＩＭＡＤＵ製(ＡＵＸ１２０)の電子天秤を使用した。その重量差を初期重量で割って百分率を求めることによって行なった。その結果を表１に示す。なお、表１において吸水率が０．１％以上の場合は吸水が発生したものとして×、０．１％未満の場合は吸水が発生しなかったものとして○で示している。
【００８０】
また、吸水率測定用試験片と同様な方法で、図６に示すような外径１６ｍｍ，内径８ｍｍのリング状の透磁率測定用の試験片を作製し、透磁率を測定した。その結果も合わせて表１に示す。透磁率の測定は、インピーダンスアナライザー（「ＨＰ−４２９１Ａ」ヒューレットパッカード社製）を用い、高周波電流電圧法にて測定した。なお、表１の透磁率の評価結果において、○は実用上は問題ないが１．０ＭＨｚ，１０．０ＭＨｚにおける透磁率が１００未満のもの、◎は１．０ＭＨｚ，１０．０ＭＨｚにおける透磁率が１００以上のものであり、透磁率の特性としてはさらに良いことを示す。
【実施例２】
【００８１】
本実施例２では、実施例１においてガラスセラミック層の厚みの総和が１００μｍで、フェライト層の厚みを４００μｍとし厚みの比率を２５％としたものを用いて、フェライト層にＦｅ２Ｏ３を６３〜７３質量％、ＣｕＯを５〜１０質量％、ＮｉＯを５〜１２質量％、ＺｎＯを１０〜２３質量％含有した試験片および、比較例として上記の組成範囲を外れた試験片を表２に示したように種々作製し、実施例１と同様に吸水率および透磁率の評価を行った。その結果を表２に示す。
【実施例３】
【００８２】
本実施例３では、実施例２で用いた厚みの比率が２５％でフェライト層としてＦｅ２Ｏ３を６９質量％、ＣｕＯを６質量％、ＮｉＯを９質量％、ＺｎＯを１６質量％含有した試験片において、フェライト層とガラスセラミック層との間に絶縁層を介在させた図２に示す構造の試験片を作製した。なお、この絶縁層は、フェライト粉末としてＦｅ２Ｏ３を５５質量％、ＣｕＯを１０質量％、ＮｉＯを１０質量％、ＺｎＯを２５質量％含有した粉末を添加し、そのフェライト粉末１００質量部に対して、ガラス粉末として、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＭｇＯ−Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ系ガラス粉末を５質量部、アクリル樹脂１０質量部と有機溶剤としてのα−テルピネオール２質量部とを加え、攪拌脱泡機により十分に混合した後に３本ロールにて十分に混練したものを用い、この絶縁層用ペーストをスクリーン印刷法によって、フェライトグリーンシート上に１０μｍ塗布し得たものである。この実施例３の試験片は実施例２と同様にして吸水率および透磁率の評価を行った。その結果を表３に示す。
【実施例４】
【００８３】
本実施例４では、実施例３の絶縁層に代えて、Ａｇ粉末（平均粒径１.０μｍ）１００質量部に対して、ガラス粉末として、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＭｇＯ−Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ系ガラス粉末１質量部を含むペースト用い、アクリル樹脂１０質量部と有機溶剤としてのα−テルピネオール２質量部とを加え、攪拌脱泡機により十分に混合した後に３本ロールにて十分に混練したものを用いスクリーン印刷法によって、フェライトグリーンシート上に１０μｍ塗布し、ガラスセラミックグリーンシートとフェライトグリーンシートを積層した図３の構造の試験片を作製し、吸水率および透磁率の評価を行った。その結果を表３に示す。
【実施例５】
【００８４】
本実施例５では、実施例２で用いた厚みの比率が２５％でフェライト層としてＦｅ２Ｏ３を６９質量％、ＣｕＯを６質量％、ＮｉＯを９質量％、ＺｎＯを１６質量％含有した試験片において、フェライト層とガラスセラミック層との間に実施例３の絶縁層と実施例４の焼結金属層をフェライト層の上下主面に、絶縁層をフェライトグリーンシート上にスクリーン印刷法により１０μｍ塗布した後に、６０℃で３０分乾燥した後に、焼結金属層をその絶縁層上にスクリーン印刷法により１０μｍ塗布し、６０℃で３０分乾燥させて、ガラスセラミック層とフェライト層を積層した図４の構造の試験片を作製し、実施例３と同様に吸水率および透磁率の評価を行った。その結果を表３に示す。
【実施例６】
【００８５】
本実施例６では、実施例２で用いた厚みの比率が２５％でフェライト層としてＦｅ２Ｏ３を６９質量％、ＣｕＯを６質量％、ＮｉＯを９質量％、ＺｎＯを１６質量％含有した試験片において、実施例３の絶縁層と実施例４の焼結金属層をフェライト層の上下主面に厚み１０μｍ、スクリーン印刷法により並設した状態で介在させた図５の構造の試験片を作製し、吸水率および透磁率の評価を行った。その結果を表３に示す。
【表１】
2006278602.tif 000003
【００８６】
表１の結果から分かる通り、フェライト層の厚みに対するガラスセラミック層の厚みの総和の比率が１５％未満(試料番号１、２、３)の場合、ガラスセラミック層が剥がれた。またフェライト層の厚みに対するガラスセラミック層の厚みの総和の比率が５０％を超える場合（試料番号１８〜２３）、フェライト層がガラスセラミック層に拘束され収縮することが阻害され、フェライト層の焼結が不十分となって粗化し、吸水率は実用上問題となるものとなった。それに対して、フェライト層の厚みに対するガラスセラミック層の厚みの総和の比率が１５〜５０％の場合(試料番号４〜１７)、吸水率は実用上問題のないものであった。
【表２】
2006278602.tif 000004
【００８７】
表２より、Ｆｅ２Ｏ３を６３〜７３重量％、ＣｕＯを５〜１０重量％、ＮｉＯを５〜１２重量％、ＺｎＯを１０〜２３重量％含有したフェライト層としたものを設ける（試料番号１〜１１）と、吸水率は実用上問題のないものであった。また、透磁率はＦｅ２Ｏ３を６３〜７３重量％、ＣｕＯを５〜１０重量％、ＮｉＯを５〜１２重量％、ＺｎＯを１０〜２３重量％含有したフェライト層としたものを設ける（試料番号１〜１１）ことによって、比較例（試料番号１２〜１９）が１００未満であったのに対し、１００以上となり、さらに透磁率が高くなった。
【表３】
2006278602.tif 000005
【００８８】
表３より、フェライト層とガラスセラミック層との間に、絶縁層および焼結金属層の少なくとも一方を介在させた実施例３〜６の透磁率は、実施例２(表２における試料番号１１)の場合の透磁率に比べ高かった。絶縁層のみ（実施例３）、または焼結金属層のみ（実施例４）を設けた場合は、フェライト層とガラスセラミック層との間に働く応力を絶縁層または金属焼結層がそれぞれ緩和することによって、フェライト層に働く磁歪を低減したため、実施例２(表２における試料番号１１)に比べて、透磁率が高くなった。また、絶縁層および焼結金属層とが積層された状態(実施例５)、または絶縁層および焼結金属層とが同一平面上に並設された状態(実施例６)で介在された場合は、絶縁層の作用と焼結金属層の作用とが相乗的に作用することによって、フェライト層に働く磁歪を一層効果的に緩和することができたためである。なお、本発明は上述の実施の形態および実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内であれば種々の変更は可能である。また、本発明では、コイルを内蔵したガラスセラミック基板に適用したが、これに半導体素子、抵抗体およびコンデンサ等のチップ部品を搭載した混成集積回路等に適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明のガラスセラミック基板の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】本発明のガラスセラミック基板の実施の形態の別の一例を示す断面図である。
【図３】本発明のガラスセラミック基板の実施の形態の別の一例を示す断面図である。
【図４】本発明のガラスセラミック基板の実施の形態の別の一例を示す断面図である。
【図５】本発明のガラスセラミック基板の実施の形態の別の一例を示す断面図である。
【図６】本発明のガラスセラミック基板の透磁率測定試験片の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００９０】
１：絶縁基体
２：フェライト層
３：配線導体
４：絶縁層
５：焼結金属層
６：ガラスセラミック層
【図１】
2006278602.tif 000006
【図２】
2006278602.tif 000007
【図３】
2006278602.tif 000008
【図４】
2006278602.tif 000009
【図５】
2006278602.tif 000010
【図６】
2006278602.tif 000011