(57)【要約】【課題】良好な強度および銀適合性を示すガラス−セラミック体を与えるための、低温焼成が可能であり、高い膨張温度係数を示す新規のアルカリ含有マグネシウムボロシリケートガラス組成物の提供。【解決手段】モル比において、１０〜２５％のＳｉＯ２、１０〜２５％のＢ２Ｏ３、５〜１０％のＢａＯ、４０〜６５％のＭｇＯ、０．５〜３％のＺｒＯ２、０．３〜３％のＰ２Ｏ５、および０．２〜５％のＭ２Ｏを含み、Ｍがアルカリ元素およびその混合物の群から選択されるアルカリ含有マグネシウムボロシリケートガラス組成物。【選択図】　　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
モル比において、１０〜２５％のＳｉＯ２、１０〜２５％のＢ２Ｏ３、５〜１０％のＢａＯ、４０〜６５％のＭｇＯ、０．５〜３％のＺｒＯ２、０．３〜３％のＰ２Ｏ５、および０．２〜５％のＭ２Ｏを含み、Ｍがアルカリ元素およびその混合物の群から選択されることを特徴とするガラス組成物。
【請求項２】
前記アルカリ元素が、Ｌｉ、ＮａおよびＫから選択されることを特徴とする請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
前記ガラスが、９ｐｐｍ℃−１より高いＴＣＥを示すということをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の組成物。
【請求項４】
固形分に基づいて、
（ａ）５０〜９０質量％の請求項１に記載のガラス組成物；
（ｂ）１０〜５０質量％のセラミック酸化物充填剤；
（ｃ）有機ポリマーバインダー；および
（ｄ）揮発性有機溶剤
を含む微粉固体の分散物を含むことを特徴とするキャスタブル誘電体組成物。
【請求項５】
前記セラミック酸化物充填剤が、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、ＢａＴｉＯ３およびそれらの混合物の群から選択されることを特徴とする請求項４に記載のキャスタブル誘電体組成物。
【請求項６】
前記ガラスおよびセラミック酸化物充填剤粒子の少なくとも５０％が、１μｍより大きいことを特徴とする請求項４に記載のキャスタブル誘電体組成物。
【請求項７】
着色剤をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載のキャスタブル誘電体組成物。
【請求項８】
前記着色剤が、前記組成物の０．２〜３質量％であることを特徴とする請求項７に記載のキャスタブル誘電体組成物。
【請求項９】
前記着色剤が、Ｃｕ２Ｏ、Ｆｅ２Ｏ３およびそれらの混合物から選択されることを特徴とする請求項８に記載のキャスタブル誘電体組成物。
【請求項１０】
柔軟な基板上に請求項４に記載の分散物の薄層をキャストし、該キャスト層を加熱して揮発性有機溶剤を除去することによって処理されることを特徴とするテープ。
【請求項１１】
無溶剤層が基板から分離されることを特徴とする請求項１０に記載のテープ。
【請求項１２】
多層マイクロ回路用途において用いられることを特徴とする請求項１０に記載のテープ。
【請求項１３】
多層マイクロ回路用途において用いられることを特徴とする請求項１１に記載のテープ。
【請求項１４】
請求項１０に記載のテープを含む製品であって、該テープが処理されて、有機バインダーを揮発させ、かつおよびガラス組成物を焼結させたことを特徴とする製品。
【請求項１５】
請求項１１に記載のテープを含む製品であって、該テープが処理されて、有機バインダーを揮発させ、かつガラス組成物を焼結させたことを特徴とする製品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボールグリッドアレー（ＢＧＡ）用途用多層回路を作製するためのキャスタブルテープ組成物における使用のための高熱膨張ガラス組成物を指向する。
【０００２】
【従来の技術】
セラミック材料に関する近年のパッケージング技術は、より高いパッキング密度、より高い性能およびより低いコストを要求している。低温共焼成セラミックテープ（ＬＴＣＣ）技術は、これらすべての要求を満たすことのできる重要な解決策として認められている。ＬＴＣＣは、ＩＣ回路の高密度パッケージングのために、高信頼セラミック誘電体層と高導電性金属被覆（銀および金）を組合わせるためのよく知られる技術である。一般的に、ＬＴＣＣ基板はガラスとセラミックより成る。ガラスは９００℃未満の低温焼成を可能とし、一方、（充填剤としての）セラミックはガラスとの特定の相互作用の結果として高い機械的強度および寸法安定性を与える。大抵の場合において、特に特有な機能が必要とされる場合には、セラミック材料の選択よりもガラスの設計が重要である。ガラスの選定は、導体および受動装置のような他の接触材料と得られる基板の適合性を決定する。
【０００３】
【特許文献１】
米国特許第４，５３６，５３５号明細書
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ＬＴＣＣ材料は、ＢＧＡ用途のためにも入念に設計されており、そこでは１２〜２０ｐｐｍ℃−１の高ＴＣＥ（膨張温度係数）を有するＰＷＢ材料が、はんだ接合によってＬＴＣＣ材料と結合される。異種材料間のより良い結合性を達成するための可能な解決策として、９ｐｐｍ℃−１を越える高ＴＣＥを有する新しいセラミック基板が求められている。高ＴＣＥのＬＴＣＣは、はんだ接合部における熱応力を低下させ、実質的なクラッキングまたは絶縁破壊の無い、より良い熱サイクル挙動をもたらすことができる。
【０００５】
本発明は、高熱膨張を示す新しいガラス組成物を提供することによって、このような要求を満たす。焼成後に得られるガラス―セラミック体は、良好な強度および銀適合性を示す。さらに、新しいガラスは、現在のシステムの処理許容度を広げる低温、すなわち銀の融点未満における焼成を可能とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、モル％において、１０〜２５％のＳｉＯ２、１０〜２５％のＢ２Ｏ３、５〜１０％のＢａＯ、４０〜６５％のＭｇＯ、０．５〜３％のＺｒＯ２、０．３〜３％のＰ２Ｏ５、および０．２〜５％のＭ２Ｏ（Ｍは、アルカリ元素およびその混合物の群から選択される）を含み、アルカリ含有マグネシウムボロシリケートガラス組成物に関する。好ましいアルカリ元素は、Ｌｉ、ＮａおよびＫである。
【０００７】
本発明はさらに、固形分に基づいて：（ａ）５０〜９０質量％の上述のガラス組成物；（ｂ）１０〜５０質量％のセラミック充填剤を含み、それら両方が、（ｃ）有機ポリマーバインダーおよび（ｄ）揮発性有機溶剤の溶液に分散されている微粉固体の分散物を含むキャスタブル誘電体組成物を指向する。
【０００８】
本発明はさらに、柔軟な基板上へ前述のキャスタブル分散物の薄層をキャストし、該キャスト層を加熱して揮発性有機溶剤を除去することによって高ＴＣＥのＬＴＣＣグリーンテープを形成する方法において用いられる上述のキャスタブル誘電体組成物を指向する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明のガラスおよびセラミックテープを構成する回路材料は、ＰｂおよびＣｄなどのＥＰＡ危険廃棄物リスト上にある元素を持たない。本発明は、アルカリ含有マグネシウムボロシリケートガラスをセラミック充填剤と組合わせることによって、高ＴＣＥを示すセラミックテープを作製することができるという発見に基づく。
【００１０】
ガラス
高ＴＣＥを示す新規マグネシウムボロシリケートガラスを、本明細書において開示する。用語「高ＴＣＥ」は、２５℃から３００℃までの温度範囲における９ｐｐｍ／℃を越える高い膨張温度係数として定義される。
【００１１】
本発明のアルカリ含有マグネシウムボロシリケートガラスは、新規であり、充填剤を伴う、または充填剤を伴わない本発明のガラスによって調製されるセラミックが、高ＴＣＥ値を有するという点において、一般のボロシリケートガラスとは異なる。ガラスの成分は、モル％に基づいて１０〜２５％のＳｉＯ２、１０〜２５％のＢ２Ｏ３、５〜１０％のＢａＯ、４０〜６５％のＭｇＯ、０．５〜３％のＺｒＯ２、０．３〜３％のＰ２Ｏ５、および０．２〜５％アルカリ元素（例えばＬｉ、ＮａおよびＫ）である。ガラス中の高含有量のマグネシウムが、高ＴＣＥ値を提供すると考えられる。ガラス中の酸化マグネシウムの含有量に依存して、ＴＣＥ値は変化する。詳細には、アルカリ酸化物の存在は、得られるテープの高密度化および結晶化挙動を調節することによって、加熱条件に対するガラスの感受性を改善する。アルカリ添加の重要な役割は、その所望される焼成温度において、テープに対し要求される流動性および高密度化特性を提供することである。ガラスへのリチウム添加は、必要とされる熱処理条件において、開始の焼結およびマトリックスガラスの完全な結晶化に対し効果的な手段を与える。それは、テープの要求される物理的および電気的性能を損なうことなく、ガラス粘度の低下という機能を果たす。本発明のキャスタブル誘電体組成物中に用いられるマグネシウムボロシリケートガラスは、いくつかの他の酸化物成分、例えばＺｒＯ２、ＢａＯ、およびＰ２Ｏ５を含有してもよい。
【００１２】
本明細書中に記載されるガラスは、慣用のガラス作製技術によって製造される。ガラスを５００〜１０００ｇ量にて調製した。典型的には、成分を計量し、次いで所望の割合で混合し、ボトム装荷炉（ｂｏｔｔｏｍ−ｌｏａｄｉｎｇ　ｆｕｒｎａｃｅ）中で加熱して白金合金るつぼ内に溶融物を形成する。当該分野においてよく知られるように、加熱は、ピーク温度（１４００〜１６００℃）まで、および溶融物が完全に液状かつ均一になるような時間にわたり行われる。次いで、ガラス溶融物を逆転ステンレス鋼ローラー（ｃｏｕｎｔｅｒ　ｒｏｔａｔｉｎｇ　ｓｔａｉｎｌｅｓｓ　ｓｔｅｅｌ　ｒｏｌｌｅｒ）によって急冷して、１０〜２０ミル厚のガラスの小板を形成した。次いで、得られたガラス小板を粉砕して、その５０％体積配分が１〜５マイクロメートルの間に調節されるパウダーを形成した。次いで、ガラスパウダーを以下に詳細に記載する充填剤および媒質と配合した。
【００１３】
本明細書中に記載されるガラスは、共焼成される銀導体にも適合する。このガラスは、焼成の際に過度に流動しない。このことは、銀との混合を排除し、はんだ濡れを可能とする。はんだ濡れは、プリント回路板上にあるような外部配線に対するセラミック回路の接続を可能にするために重要な特徴である。
【００１４】
グリーンテープ組成物
グリーンテープ組成物はテープを形成するキャスタブル誘電体組成物である。上述からのガラスは該組成物の１成分である。結晶相を形成することによって、焼成中にガラス―セラミック構造を形成し、高ＴＣＥおよび充分な機械的強度をもたらす。他方において、キャスタブル誘電体組成物に対して、典型的には、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、ＢａＴｉＯ３およびそれらの混合物などのセラミック酸化物充填剤を、固形分に基づいて１０〜５０質量％の量において添加する。充填剤は、所定の温度および周波数範囲全体にわたるテープの物理的、熱的および電気的性質を調節する。
【００１５】
Ａｌ２Ｏ３は、ガラスと部分的に反応してＡｌ含有結晶相を形成しあるいはテープの焼結挙動を改質するので、選ばれたセラミック充填剤である。Ａｌ２Ｏ３は、高い機械的強度および有害な化学反応に対する不活性を提供する点で非常に効果的である。セラミック充填剤の別の機能は、焼成中のシステムの流動学的な制御である。セラミック粒子は、物理的障壁として作用することによって、ガラスの流動を制限する。同様にそれらは、ガラスの焼結を抑制し、したがって有機物の良好な焼尽を促進する。他の充填剤、α石英、ＣａＺｒＯ３、ムライト、キン青石、フォルステライト、ジルコン、ジルコニア、イットリアまたはカルシア（ｃａｌｃｉａ）安定化ジルコニア、ＣａＴｉＯ３、ＭｇＴｉＯ３、ＳｉＯ２およびアモルファスシリカを、それら自身として、あるいは混合物において用いて、テープの性能および性質を改質してもよい。
【００１６】
テープ組成物の配合において、セラミック材料の量に対するガラスの量は、非常に重要である。充分な高密度化および導体適合性が達成されるという点で、固形分に基づいて１５〜３０質量％のセラミック充填剤範囲が好ましいと考えられる。典型的には、充填剤の濃度が５０質量％を越えるならば、焼成される構造は充分に密度が高くならず、非常に多孔性である。望ましいガラス／充填剤比の範囲内では、焼成中、液状ガラスが充填剤材料で飽和された状態になることは明白であろう。
【００１７】
焼成の際により高密度の組成物を得るという目的のために、無機固形物は小さい粒度を有するということが重要である。詳細には、実質的にいずれの粒子も１５μｍを越えるべきではなく、好ましくは１０μｍを越えるべきではない。これらの最大径の制限を条件として、ガラスおよびセラミックの両方の粒子の少なくとも５０％が、１μｍより大きく、好ましくは２〜５μｍの範囲内であることが好ましい。
【００１８】
充填剤に加えて、Ｃｕ２Ｏ、ＣｕＯ、Ｆｅ２Ｏ３およびＣｏＯなどの着色剤を添加して、銀ベースの導体とテープの適合性を補助してもよい。ガラスにおけるＣｕＯの組込みは、プリント導体パターンからテープへの著しい銀の拡散を防止する。Ａｇ＋１と同一であるＣｕ＋１のイオン電荷は、銀拡散の防止に寄与すると信じられる。２つの着色剤の組合わせは、有利である可能性がある。例えば、キャスタブル組成物に対するＣｕ２Ｏ、Ｆｅ２Ｏ３またはそれらの混合物の少量の含有量は、起こり得るＡｇ拡散および汚染の問題点を減少するのに非常に効果的であった。着色剤の含有量は、組成物の質量に基づいて、好ましくは０．２〜３質量％の範囲内である。
【００１９】
ガラスおよびセラミック無機固形物が分散される有機媒体は、揮発性有機溶剤に溶解されるポリマーバインダーを含み、および任意選択的に可塑剤、剥離剤、分散剤、色抜き剤（ｓｔｒｉｐｐｉｎｇ　ａｇｅｎｔ）、消泡剤および湿潤剤などの他の溶解される材料を含む。
【００２０】
より良い結合効率を得るために、総組成物に基づいて、９０質量％の固形分（ガラスおよびセラミックを含む）に対して少なくとも５質量％のポリマーバインダーを使用することが好ましい。しかしながら、総組成物に基づいて、８０質量％の固形分中に２０質量％以下のポリマーバインダーを使用することがさらに好ましい。熱分解によって除去されなければならない有機化合物の量を減少させ、および焼成の際の収縮を減少させるより良い粒子パッキングを得るために、これらの制限内で、固形分と比較して可能な限り少量のバインダーを使用することが望ましい。
【００２１】
これまで、種々のポリマー材料が、グリーンテープのバインダーとして使用されてきており、例えばポリ（ビニルブチラール）、ポリ（酢酸ビニル）、ポリ（ビニルアルコール）、セルロースポリマー類（メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、メチルヒドロキシエチルセルロースなど）、アタクチックポリプロピレン、ポリエチレン、シリコンポリマー類（ポリ（メチルシロキサン）およびポリ（メチルフェニルシロキサン）など）、ポリスチレン、ブタジエン／スチレンコポリマー、ポリスチレン、ポリ（ビニルピロリドン）、ポリアミド類、高分子量ポリエーテル類、エチレンオキシドおよびプロピレンオキシドのコポリマー類、ポリアクリルアミド類、並びに種々のアクリルポリマー類（ポリアクリル酸ナトリウム、ポリ（低級アルキルアクリレート類）、ポリ（低級アルキルメタクリレート類）および低級アルキルアクリレート類およびメタクリレート類の種々のコポリマー類およびマルチポリマー類など）がある。エチルメタクリレートおよびメチルアクリレートのコポリマー類、およびエチルアクリレート、メチルメタクリレートおよびメタクリル酸のターポリマー類は、スリップキャスティング材料のためのバインダーとして以前から用いられている。
【００２２】
１９８５年８月２０日に発行されたＵｓａｌａの特許文献１は、０〜１００質量％のＣ１−８アルキルメタクリレート、１００〜０質量％のＣ１−８アルキルアクリレートおよび０〜５質量％のエチレン性のアミン不飽和カルボン酸の相溶性マルチポリマーの混合物である有機バインダーを開示している。上述のポリマーは、最少量のバインダーおよび最大量の固形分の使用を可能にするので、これらの使用は、本発明の誘電体組成物に対して好ましい。この理由のため、上述で引用されるＵｓａｌａの出願の開示は、参照により本明細書に組込まれる。
【００２３】
しばしば、ポリマーバインダーは、バインダーポリマーのガラス転移温度（Ｔｇ）を下げるのに役立つ、（バインダーポリマーと比較して）少量の可塑剤も含む。もちろん可塑剤の選択は、主として改質されなければならないポリマーによって決定される。種々のバインダーシステムに用いられている可塑剤の中には、ジエチルフタレート、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレート、ブチルベンジルフタレート、アルキルホスフェート類、ポリアルキレングリコール類、グリセロール、ポリ（エチレンオキシド類）、ヒドロキシエチル化アルキルフェノール、ジアルキルジチオホスホネート、およびポリ（イソブチレン）がある。これらのうち、ブチルベンジルフタレートは、比較的低い濃度において効果的に用いることができるので、アクリルポリマーシステムにおいて最も頻繁に用いられる。
【００２４】
キャスティング溶液の溶剤成分は、ポリマーの完全な溶液を得るように、かつ大気圧において比較的低いレベルの熱の印加によって分散物から溶剤が蒸発するのを可能にする十分に高い揮発性を得るように選択される。さらに、溶剤は、有機媒体中に含有される他の任意の添加剤の沸点および分解温度未満で十分に沸騰しなければならない。したがって、大気圧において１５０℃未満の沸点を有する溶剤が最も頻繁に用いられる。そのような溶剤は、アセトン、キシレン、メタノール、エタノール、イソプロパノール、メチルエチルケトン、酢酸エチル、１，１，１−トリクロロエタン、テトラクロロエチレン、酢酸アミル、２，２，４−トリエチルペンタンジオール−１，３−モノイソブチレート、トルエン、塩化メチレンおよびフルオロカーボン類を含む。溶剤の個々の成分は、バインダーポリマーの完全な溶剤でなくてもよいということは理解されるであろう。それにもかかわらず、他の溶剤成分とブレンドされる場合は、それらは溶剤として機能する。
【００２５】
環境的に危険なクロロカーボン類の使用を避けるため、特に好ましい溶剤は、酢酸エチルである。
【００２６】
溶剤およびポリマーに加えて、切断積層（ｃｕｔｔｉｎｇ　ｌａｍｉｎａｔｉｎｇ）に加工性を与えるために、可塑剤が用いられる。好ましい可塑剤は、ポリプロピレングリコールジベンゾエートであるＢＥＮＺＯＦＬＥＸ（登録商標）４００である。
【００２７】
用途
グリーンテープは、上述のようなガラス、充填剤、ポリマーバインダーおよび溶剤のスラリー分散物の薄層を柔軟な基板の上にキャスティングし、該キャスト層を加熱して揮発性溶剤を除去し、次いで基板から無溶剤層を分離することによって形成される。グリーンテープは、主として、多層電子回路の誘電体材料すなわち絶縁材料として用いられる。グリーンテープのロールは、各コーナーの位置合わせの穴を用いて、回路の実寸法より多少大きいサイズに型抜きされる。多層回路の種々の層を接続するために、グリーンテープ中にバイアホールを形成する。これは、典型的には機械的な打ち抜きによって行う。他方において、グリーンテープを揮発させるために、するどく焦点を合わせられるレーザーを用いることができる。典型的なバイアホールのサイズは、０．００６インチから０．２５インチまで変化する。層間の連結は、厚膜導電性インキを用いてバイアホールを埋めることによって形成する。このインキは、通常、標準的なスクリーン印刷技術によって適用される。回路の各層は、スクリーン印刷導体の軌跡によって完成される。同様に、抵抗体インキまたは高誘電性キャパシタインキを各層上に印刷して、抵抗性回路素子または容量性回路素子を形成することができる。同様に、多層コンデンサー産業において用いられるものと類似する特別に配合される高誘電率グリーンテープも、多層回路の一部分として組込むことができる。
【００２８】
回路のそれぞれの層を完成した後、個々の層をスタックし積層する。拘束加圧成形ダイ（ｃｏｎｆｉｎｅｄ　ｐｒｅｓｓｉｎｇ　ｄｉｅ）を用いて、層間の正確な配列を保証する。積層体は、熱ステージカッターを用いて切断される。焼成は、標準的な厚膜コンベヤベルト炉において、またはプログラムされた加熱サイクルを用いるボックス炉において行われ、焼成された製品を形成する。
【００２９】
本明細書に用いられる際に、用語「焼成」は、組合わせ物の層中の有機材料を揮発（焼尽）させ、該層中のガラス、金属または誘電体材料を焼結させ、そのようにして誘電体層の密度を上げるために充分な温度まで、および時間にわたり、酸化雰囲気（例えば空気中）で製品を加熱することを意味する。ＬＴＣＣ用途においては、焼成は通常、４時間未満という比較的短い加熱プロフィル内で９００℃未満で起こる。
【００３０】
それぞれの積層工程において、バイアが隣接する機能層の適切な接触位置に正確に接続されるために、層は正確に位置合わせしなければならないといことは、当業者に理解されるであろう。
【００３１】
用語「機能層」は、セラミックグリーンテープ上に印刷される、導電性、抵抗性または容量性機能のいずれかを有する層を表す。したがって、上述のように、典型的なグリーンテープ層は、その上に、導電性回路に加えて、１つまたは複数の抵抗性回路および／またはキャパシタを印刷されていてもよい。
【００３２】
実施例を示すことによって、本発明をさらに詳細に記載する。しかしながら本発明の範囲は、いかなる意味においても、これらの実施例に限定されるものではない。
【００３３】
【実施例】
（実施例１〜１４）
表２のガラス組成物中に見られるように、アルカリ酸化物を含有する一連の高熱膨張マグネシウムボロシリケートガラスを調製した。原料として、各ガラス成分の酸化物および炭酸塩を用いた。全てのガラスは、原料を混合し、次いで１５５０℃において白金るつぼ中で焼成することによって処理した。溶融物を混合し、水中で急冷した。粉体圧縮を防止するために、少量のイソプロパノールの存在下において乾式粉砕し、次いで熱風乾燥した。得られるガラスフリットの平均粒径は、６μｍ未満に設定した。本発明では、平均粒径を、沈澱法、光散乱、クールター計数器などで測定する。本実施例においては、粒径測定を、１．３３の屈折率であるマトリックス液中に浮遊する透過ガラス粒子が１．５１の屈折率であると仮定するＸ１００マイクロトラック粒径アナライザーを用いて行った。液状マトリックス中の粒子分散に関して標準的な製造業者指定の手法（超音波ホーン）を用いて、サンプルを測定した。
【００３４】
実施例９〜１２において、ガラス中のＬｉ２Ｏ含有量を変化させた。ガラス溶融物は、Ｌｉ２Ｏ含有量にかかわらず均一であった。熱示差分析によれば、異なるレベルのＬｉ２Ｏ添加は、高密度化および結晶化挙動を著しく変化した。以下の表１に示されるように、高いＬｉ２Ｏ含有量は、結晶化温度の低下をもたらした。
【００３５】
【表１】
2004043297.tif 000002
【００３６】
Ｌｉ２Ｏ含有量による高密度化および結晶化の調節は、９００℃未満で硬質の基板を必要とするＬＴＣＣ用途において非常に有用である。
【００３７】
実施例１３および１４におけるＮａ２ＯおよびＫ２Ｏの添加は、Ｌｉ２Ｏがもたらしたような高密度化および結晶化に関する著しい影響力をもたらさなかった。しかし、該アルカリ添加は、得られる高ＴＣＥセラミック基板の全体的な性能の調節における重要な要因として認められた。
【００３８】
【表２】
2004043297.tif 000003
【００３９】
【表３】
2004043297.tif 000004
【００４０】
【表４】
2004043297.tif 000005
【００４１】
（実施例１５〜１７）
表３に示される実施例１５〜１７は、本発明のガラス組成物を示し、該ガラス組成物はガラス中に特にＴｉＯ２を含有する。ガラスは、表２中のガラスに関して記載されるのと同様のガラス作製技術に従って調製される。ＴｉＯ２の組込みは、高い誘電率を与えると信じられ、それは高周波数において作動するＢＧＡ用途にとって望ましい。高い誘電率は、より小さいデバイスまたはモジュールサイズに寄与することができる。
【００４２】
（実施例１８〜２８）
表４は、表２中のガラスを含有するテープ組成物のいくつかの実施例を示す。テープは、２５℃から３００℃の温度範囲においてＴＣＥを適度に高く保つために、十分な高密度化の到達点が余剰なガラスなしに達成されるまで、種々の比率のガラス／アルミナ充填剤を用いて調製した。テープは、メチルメタクリレート、メタクリル酸コポリマーバインダーおよび可塑剤を有する酢酸エチル溶剤中で、ガラスおよびアルミナ酸化物の粉体を分散させることによって調製された。さらに、Ｆｅ２Ｏ３および／またはＣｕ２Ｏなどの着色剤をテープスラリーに添加した。特に、Ｃｕ２Ｏは、銀ベース導体からの銀イオン移動に対する拡散隔壁としてふるまう。
【００４３】
スリップをＭｙｌａｒシート上にキャストし、そして乾燥して、テープを形成した。該テープを切断し、積層し、厚膜銀を用いて印刷し、８５０℃／１０分ピークを有する慣用のプロフィルにおいて焼成した。セラミックは、高いｘ、ｙ収縮を伴い高密度に焼成し、共焼成される銀による汚染を示さなかった。共焼成される銀およびパラジウム−銀は、慣用のはんだの良好な濡れを示した。同様に、最終テープは、良好な寸法安定性を示し、および共焼成されるＡｇまたはＰｄ／Ａｇのパターン沿いに歪みやクラックを示さなかった。これは、独立型ＬＴＣＣ用途に対して用いることのできる非常に大きい利益である。
【００４４】
表４は、８５０℃において３０分にわたりコンベヤー炉中で焼成されて得られたテープの特性をも同様に示す。膨張温度定数は、ガラス組成とアルミナ充填剤の含有量とに依存した。ＴＣＥ値は、表４中に示される組成にかかわらず、９と１２ｐｐｍ℃−１との間であった。低周波誘電特性を、インピーダンスアナライザー（Ｈｅｗｌｅｔｔ　Ｐａｃｋａｒｄ　４１２９Ａ）を用いて、１ｋＨｚから１３ＭＨｚの周波数範囲内で評価した。表４において示される誘電率を、１ＭＨｚにおいて測定した。誘電率における有意な変化は観察されなかったが、該値はガラス組成およびアルミナ含有量によってわずかに変化した。
【００４５】
表４に見られる焼成されたテープの収縮値は、示されるテープ組成物の焼結適性を示す。より良い機械的強度および気密性のために、十分な高密度化が必要とされる。アルミナ充填剤の過度の添加は、最終テープの高密度化に不利であることがわかった。十分な高密度化のために、３０質量％を越えるアルミナ充填剤は避けるべきである。
【００４６】
（実施例２９〜３１）
実施例２９〜３１において、セラミックグリーンテープは、ＴｉＯ２およびＺｒＯ２などの他の充填剤と実施例１におけるガラスを混合することによって調製した。全てのテープは、同一のコンベヤー炉内で８５０℃において焼成された。全てのテープ組成物は、良好なはんだ濡れ性および共焼成されるＰｄ／Ａｇ導体との良好な適合性を示した。誘電率は、ＴｉＯ２充填剤を増加するにつれて増加する傾向にあったが、一方ＺｒＯ２充填剤については、誘電率の有意な増加は観察されなかった。ＴｉＯ２によって増加される誘電率は、ＴｉＯ２自身の高い誘電率による。
【００４７】
【表５】
2004043297.tif 000006
【００４８】
（実施例３２〜３４）
表３中のＴｉＯ２を含有するガラスを用いてテープを調製した。テープは、８５０℃において焼成された。その結果は、ガラス中のＴｉＯ２の組込みが誘電率を高めたということを示す。同様に、増加されるｘ、ｙ収縮値に示されるように、ガラスへのＴｉの組込みは高密度化を促進した。ガラスへのＴｉＯ２の添加は、充填剤としてのテープ組成物への添加よりも、８５０℃の焼成温度における高密度化を補助することにおいてより効果的であることができることを示唆した。
【００４９】
【表６】
2004043297.tif 000007
【００５０】
【発明の効果】
以上のように、本発明のガラス組成物は、９ｐｐｍ℃−１を越える高いＴＣＥ値を有する新規のキャスタブル誘電体組成物を与える。
【００５１】
該キャスタブル誘電体組成物から作成されるグリーンテープは、高いＴＣＥを有するＰＷＢ材料とのはんだ接合に対する優れた適合性を有し、はんだ接合時に発生する熱応力を低減させ、クラックおよび絶縁破壊のない誘電体を与える。
【００５２】
さらに、本発明の組成物は、銀の融点未満の温度における低温焼成を可能にし、現在のシステムの処理許容度を拡大することを可能とした。