(57)【要約】【課題】焼成条件を幅広く設定することができ、Ｃｕ導体と同時焼成することができる低温焼成磁器組成物、誘電率が低く、誘電損失が小さい低温焼成磁器、及びこの磁器を絶縁層として用いた配線基板を提供する。【解決手段】本発明の低温焼成磁器組成物は、屈伏点が６５０〜８５０℃であり、且つ実質的にＰｂ元素を含まないガラスからなるガラス粉末と、アルミナ粉末、シリカ粉末等の無機フィラー粉末と、酸化剤粉末であるＮｉＯ粉末とを含有する。また、低温焼成磁器は、この組成物を８５０〜１０５０℃で焼成して得られ、Ｎｉ元素を含有し、ガラスの結晶化による結晶相が存在しない。この低温焼成磁器の比誘電率は低く、誘電損失は小さい。更に、配線基板は、この低温焼成磁器からなる絶縁層と、この絶縁層の表面及び／又は内部に設けられたＣｕ導体層とを備える。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
屈伏点が６５０〜８５０℃であって且つＰｂ元素を実質的に含まないガラスからなるガラス粉末と、無機フィラーと、ＮｉＯからなる酸化剤粉末とを含有することを特徴とする低温焼成磁器組成物。
【請求項２】
上記ガラスは、１０５０℃以下の焼成で結晶化しないものである請求項１に記載の低温焼成磁器組成物。
【請求項３】
上記ガラスは、Ｓｉ元素、Ｂ元素、Ａｌ元素、アルカリ土類金属元素及びＯ元素を含有し、該Ｓｉ元素、該Ｂ元素、該Ａｌ元素、該アルカリ土類金属元素をそれぞれ酸化物に換算した含有量の合計を１００モル％とした場合に、該Ｓｉ元素及び該Ｂ元素をそれぞれ酸化物に換算した含有量の合計は、該１００モル％中、８０〜９５モル％である請求項１又は２に記載の低温焼成磁器組成物。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちのいずれか１項に記載の低温焼成磁器組成物を含むセラミックグリーンシートを脱脂し、その後、非酸化雰囲気において焼成して得られる低温焼成磁器であって、上記ガラスの結晶化に起因する結晶相が存在せず、且つＮｉ元素を含有することを特徴とする低温焼成磁器。
【請求項５】
１０ＧＨｚにおいて測定した比誘電率が７以下であり、且つ１０ＧＨｚにおいて測定した誘電損失が０．００２以下である請求項４に記載の低温焼成磁器。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の低温焼成磁器からなる絶縁層と、該絶縁層の表面及び／又は内部に設けられ、且つＣｕからなる導体層とを備えたことを特徴とする配線基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、低温焼成磁器組成物並びに低温焼成磁器及びそれを用いた配線基板に関する。更に詳しくいえば、焼成条件を幅広く設定することができ、Ｃｕ導体と同時焼成することができる低温焼成磁器組成物、及びこの磁器組成物を焼成してなり、発泡が抑えられ且つ高周波領域において優れた誘電特性を有する低温焼成磁器に関する。また、この低温焼成磁器からなる絶縁層を備え、高周波領域における電気信号の伝送損失が低減された配線基板に関する。
本発明は、ＭＰＵ用ＩＣパッケージ等の各種の情報通信用配線基板などにおいて広く利用される。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報通信の高速化にともない、配線基板は、ＧＨｚ帯以上の高周波領域で使用されることが多く、電気信号の伝送損失の低減が必要となっている。そのため、誘電率が低く、高周波領域においても誘電損失が小さい低温焼成磁器からなる絶縁層と、Ａｇ、Ｃｕ等の融点の低い金属からなる導体層とを備える配線基板が検討されている。特に、パッケージのような高い信頼性が要求される用途では、耐マイグレーション性にも優れたＣｕ導体を用いたＬＴＣＣ配線基板が必要とされている。
【０００３】
このＣｕとの同時焼成では、Ｃｕの酸化を抑制するため非酸化雰囲気での焼成が必要になる。しかし、非酸化雰囲気では有機成分に起因するＣが残存し易く、これにより焼結が阻害される。更に、絶縁層にＣが残存していると、誘電損失が大きくなり、伝送特性が劣化する。このＣを除去する方法として、低温焼成磁器組成物に酸化剤を配合する方法が知られている。この酸化剤としては、例えば、ＣａＯ２、ＳｒＯ２、ＢａＯ２等（特開昭６０―２２１３５８号公報）、ＴｉＯ２、ＣｅＯ２、ＳｎＯ２、Ｖ２Ｏ５等（特開昭６３―２３９８９２）等が挙げられる。Ｃｒ２Ｏ３、ＣｏＯ、ＮｉＯ等（特開平２―８８２３２号公報）、及びＣｕＯ、Ｃｕ２Ｏ等（特開昭６２―３０６３８号公報）が挙げられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらの低温焼成磁器組成物の材料として、Ｐｂを実質的に含むガラスを用いた場合、酸化剤にて完全に酸化されても、このＰｂにより誘電率が高くなってしまうという問題点がある。
また、これらの低温焼成磁器組成物の材料として、Ｐｂを実質的に含まないガラスを用いた場合であっても、これらの酸化剤として、その誘電損失が大きいものを用いた場合は、脱脂工程においてＣを効率よく除去し、且つ誘電率を低くすることができるが、低温焼成磁器の、数１０ＧＨｚ帯以上の高周波領域における誘電損失が大きくなってしまうという問題がある。
更に、低温焼成磁器組成物の材料としてとしてＰｂが含まれていないガラスを用いた場合、使用する酸化剤によっては、焼成過程において低温焼成磁器が発泡することがあり、これにより緻密な低温焼成磁器とすることができない場合がある。
【０００５】
本発明は、上記の従来の問題点を解決するものであり、低温焼成磁器組成物の材料としてとしてＰｂが含まれていないガラスを用いた場合において、これに用いる酸化剤を限定することによって、Ｃｕ導体と同時焼成することができる低温焼成磁器組成物、並びにこの磁器組成物を焼成してなり、発泡が抑えられ、且つ比誘電率が低く、誘電損失が小さい低温焼成磁器、及びこの磁器からなる絶縁層と、Ｃｕ導体層とを備える配線基板を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
重金属であるＰｂを含有しない場合、誘電率を低くすることができる。更に、ＮｉＯは不定比化合物であってＯを吸着する。通常、この吸着されたＯが放出されることで酸化剤として作用する。ここで、低温焼成磁器組成物が緻密化する温度域までにＯの放出が終了すれば、酸化剤としての作用が低下し、発泡が抑えられることが見出された。
本発明は、このような知見に基づきなされたものである。
【０００７】
本発明の低温焼成磁器組成物は、屈伏点が６５０〜８５０℃であって且つＰｂ元素を実質的に含まないガラスからなるガラス粉末と、無機フィラーと、酸化剤粉末とを含有し、該酸化剤粉末はＮｉＯ粉末であることを特徴とする。
また、上記ガラスは、１０５０℃以下の焼成で結晶化しないものとすることができる。
更に、上記ガラスは、Ｓｉ、Ｂ、Ａｌ、アルカリ土類金属元素及びＯを含有し、該Ｓｉ、該Ｂ、該Ａｌ、該アルカリ土類金属元素をそれぞれ酸化物に換算した含有量の合計を１００モル％とした場合に、該Ｓｉ及び該Ｂをそれぞれ酸化物に換算した含有量の合計は、８０〜９５モル％である低温焼成磁器組成物とすることができる。
ここで、上記「酸化物に換算した含有量」は、ＳｉはＳｉＯ２に換算した含有量、ＢはＢ２Ｏ３に換算した含有量、ＡｌはＡｌ２Ｏ３に換算した含有量、アルカリ土類金属はＥＯ（但し、Ｅはアルカリ土類金属元素である。）に換算した含有量である。
本発明の低温焼成磁器は、上記の低温焼成磁器組成物を脱脂し、その後、非酸化雰囲気において焼成して得られ、上記ガラスの結晶化に起因する結晶相が存在せず、且つＮｉ元素を含有することを特徴とする。
また、１０ＧＨｚにおいて測定した比誘電率が７以下であり、且つ１０ＧＨｚにおいて測定した誘電損失が０．００２以下である低温焼成磁器とすることができる。
本発明の配線基板は、上記の低温焼成磁器からなる絶縁層と、該絶縁層の表面及び／又は内部に設けられた導体層とを備え、該導体層はＣｕからなることを特徴とする。
【０００８】
【発明の効果】
本発明の低温焼成磁器組成物は、Ｐｂを実質的に含まないので、誘電率が低い低温焼成磁器が得られる。また、酸化物粉末を含有するので、Ｃｕ導体等と同時焼成することができ、また、この酸化物粉末としてＮｉＯからなる粉末を含有するので焼成過程における発泡を抑えることができ、誘電損失が低い低温焼成磁器を製造することができる。
また、ガラスが１０５０以下の焼成で結晶化しないものの場合は、温度、キープ時間、雰囲気等の焼成条件を幅広く設定することができ、低温焼成磁器の量産が容易である。
更に、ガラスに含有されるＳｉ及びＢをそれぞれ酸化物に換算した含有量の合計が８０〜９５モル％である場合は、誘電損失をより小さくすることができ、クリストバライト等のＳｉＯ２系結晶の析出を防止することもできる。
本発明の低温焼成磁器は、発泡が抑えられ、且つ高周波領域において、比誘電率が低く、誘電損失が小さい。
また、比誘電率が７以下であり、且つ誘電損失が０．００２以下である場合は、高周波領域においてより優れた誘電特性を有する配線基板等を作製することができる。
本発明の配線基板では、高周波領域における電気信号の伝送損失が十分に低減される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
［１］低温焼成磁器組成物
本発明の低温焼成磁器組成物は、ガラス粉末と無機フィラーと、酸化剤粉末とを含有する。
▲１▼ガラス粉末
上記「ガラス粉末」は、屈伏点が６５０〜８５０℃のガラスからなり、この屈伏点は、特に７５０〜８５０℃、更には７００〜８００℃であることが好ましい。ガラスの屈伏点が６５０℃未満であると、低温焼成磁器が発泡し易くなる。一方、８５０℃を越えると、焼結に要する温度が高くなり、Ｃｕ導体等との同時焼成が容易ではないため好ましくない。
更に、このガラス粉末は、Ｐｂ元素を実質的に含まないガラスからなる。Ｐｂを含んでいると誘電率が高くなるからである。ここで上記「Ｐｂ元素を実質的に含まない」ガラスとは、このガラス粉末を製造するときにＰｂ化合物を積極的に使用しないガラスという意味であり、化学分析法（ＩＣＰ発光法）において、酸化物（ＰｂＯ２、以下同じ）に換算したＰｂの検出量が０．５モル％以下という意味である。また、この化学分析法でＰｂ元素が測定限界以下であることが好ましい。
【００１０】
このガラスは、１０５０℃以下の焼成で結晶化しないことが好ましい。結晶化しないガラスであれば、焼成条件を幅広く設定することができ、低温焼成磁器の量産が容易である。
上記「結晶化しない」とは、焼成後のガラスが非晶質であることをいい、非晶質とはＸ線回折によりピークが確認されないことをいう。即ち、このガラスが焼成により「結晶化しない」とは、ガラス粉末を１０５０℃で２時間焼成した後、Ｘ線回折測定を行い、回折ピークが存在しないことを意味する。
また、ガラス粉末の平均粒径は特に限定されないが、０．５〜５μｍ、特に１〜３μｍであることが好ましい。このガラス粉末の平均粒径はレーザー散乱法により測定することができる。
【００１１】
ガラスの材質は、Ｐｂが実質的に含まれていなければ、特に限定されないが、Ｓｉ、Ｂ、Ａｌ、アルカリ土類金属元素及びＯを含有することが好ましい。Ｓｉ、Ｂ、Ａｌ及びアルカリ土類金属元素は、各々の元素の酸化物として含有されていてもよく、これらの元素のうちの２種以上を有する複合酸化物として含有されていてもよい。
【００１２】
このガラスにおいて、Ｓｉ及びＢをそれぞれ酸化物換算した含有量の合計は、Ｓｉ、Ｂ、Ａｌ、アルカリ土類金属元素をそれぞれ酸化物換算した含有量の合計を１００モル％とした場合に、８０〜９５モル％、特に８２〜９３モル％、更には８５〜９０モル％であることが好ましい。この合計量が８０モル％未満であると、比誘電率が高くなり、誘電損失が大きくなる。一方、９５モル％を越えると、クリストバライト等のＳｉＯ２系結晶が析出する傾向にある。
【００１３】
更に、Ｂを酸化物換算した含有量は、Ｓｉ、Ｂ、Ａｌ、アルカリ土類金属元素をそれぞれ酸化物換算した含有量の合計を１００モル％とした場合に、２０〜３０モル％、特に２２〜２７モル％であることが好ましい。この含有量が２０モル％未満、又は３０モル％を越える場合は、ガラスの屈伏点を前記の所定範囲とすることができない場合があり好ましくない。
また、Ａｌを酸化物換算した含有量は、Ｓｉ、Ｂ、Ａｌ、アルカリ土類金属元素をそれぞれ酸化物換算した含有量の合計を１００モル％とした場合に、３〜１０モル％、特に４〜７モル％であることが好ましい。この含有量が３モル％未満であると、ＳｉＯ２系の結晶が析出し易くなる。一方、１０モル％を越えると、Ａｌ２Ｏ３系結晶及び長石等が析出する傾向にあり好ましくない。
【００１４】
アルカリ土類金属元素としては、Ｃａ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｂａ等が挙げられ、特にＣａが好ましい。Ｍｇは、焼成時にエンスタタイト、コージェライト等のＭｇ系結晶が析出し易く、Ｓｒ及びＢａは、低温焼成磁器の誘電率が高くなる傾向にあり好ましくない。
このアルカリ土類金属元素を酸化物換算した含有量は、Ｓｉ、Ｂ、Ａｌ、アルカリ土類金属元素をそれぞれ酸化物換算した含有量の合計を１００モル％とした場合に、３〜１０モル％、特に５〜９モル％であることが好ましい。この含有量が３モル％未満であると、ガラスが溶融し難くなる。一方、１０モル％を越えると、結晶が析出し易くなり好ましくない。
【００１５】
▲２▼無機フィラー
上記「無機フィラー」としては、セラミック粉末が使用される。セラミック粉末を構成するセラミックは特に限定されず、酸化物系セラミック、窒化物系セラミック、珪化物系セラミック及び炭化物系セラミックのいずれも使用することができる。また、これらの種類の異なるセラミックの粉末を併用することもできる。このセラミック粉末としては、ガラスとの濡れ性に優れる酸化物系セラミックが好ましい。更に、酸化物系セラミックのうちでは、低温焼成磁器の誘電損失を大きくすることのない（１）アルミナ粉末、（２）シリカ粉末、及び（３）ムライト粉末等のケイ酸アルミニウム粉末等が特に好ましく、これらの２種以上を併用することもできる。
この無機フィラーの平均粒径は、０．５〜５μｍ、特に１〜３μｍであることが好ましい。この無機フィラーの平均粒径は前記のガラス粉末の場合と同様にして測定することができる。
【００１６】
ガラス粉末及び無機フィラーの各含有量は、これらの合計を１００質量％とした場合に、ガラス粉末を３０〜７０質量％、無機フィラーを３０〜７０質量％とすることができる。また、この各含有量は、ガラス粉末が４０〜６０質量％、無機フィラーが４０〜６０質量％であることが好ましく、ガラス粉末が４５〜５５質量％、無機フィラーが４５〜５５質量％であることが特に好ましい。ガラス粉末が３０質量％未満、又は無機フィラーが７０質量％を越える場合は、低温焼成磁器を十分に緻密化することができないことがある。一方、ガラス粉末が７０質量％を越える、又は無機フィラーが３０質量％未満である場合は、脱バインダ性が低下する傾向にあり好ましくない。
【００１７】
▲３▼酸化剤粉末
上記「酸化剤粉末」を含有させることにより、バインダに起因するＣを効率よく除去することができる。本発明では、酸化剤粉末として上記「ＮｉＯ粉末」を用いる。このＮｉＯ粉末を使用すれば、高周波領域における誘電特性の低下が抑えられ、且つ低温焼成磁器の発泡を防止することができる。
ＮｉＯ粉末の含有量は、ガラス粉末と無機フィラーとの合計を１００質量部とした場合に、０．０１〜３質量部、より好ましくは０．０５〜２．５質量部、更に好ましくは０．０５〜０．７質量部、特に好ましくは０．０５〜０．５質量部とすることが好ましい。この含有量が０．０１質量部未満であると、Ｃを効率よく除去することができない場合がある。一方、３質量部を越えると、誘電損失が大きくなる傾向にあり好ましくない。
また、ＮｉＯ粉末の平均粒径は、０．０２〜５μｍ、特に０．０５〜４μｍであることが好ましい。この平均粒径が０．０２μｍ未満の場合、取り扱いが困難になる。一方、５μｍを越えると、Ｃを効率よく除去することができない場合があり好ましくない。このＮｉＯ粉末の平均粒径は前記のガラス粉末の場合と同様にして測定することができる。
【００１８】
▲４▼その他の成分
低温焼成磁器組成物には、ガラス粉末、無機フィラー及びＮｉＯ粉末の他、更にバインダ、溶剤、可塑剤等を含有させることができる。
バインダとしては一般的なものを用いることができ、特に限定されない。例えば、アクリル樹脂等のアクリル系バインダ及びブチラール樹脂などが挙げられ、アクリル樹脂が好ましい。このバインダは１種のみを用いてもよく、２種以上を併用することもできる。バインダの配合量は、ガラス粉末と無機フィラーとの合計を１００質量部とした場合に、１〜３０質量部、好ましくは３〜２５質量部とすることができる。
【００１９】
また、溶剤としても一般的なものを用いることができ特に限定されない。例えば、トルエン、メチルエチルケトン、アセトン等のケトン類、及びイソプロピルアルコール等のアルコール類などを使用することができ、トルエン及びメチルエチルケトンが好ましい。この溶剤は１種のみを用いてもよく、２種以上を併用することもできる。溶剤の配合量は、ガラス粉末と無機フィラーとの合計を１００質量部とした場合に、１０〜１５０質量部、好ましくは２０〜１２０質量部とすることができる。
【００２０】
更に、可塑剤としても一般的なものを用いることができ特に限定されない。この可塑剤を含有させることにより、グリーンシートの加工性を向上させることができる。可塑剤としては、例えば、フタル酸ジブチル、フタル酸２−エチルヘキシル、アジピン酸２−エチルヘキシル等を使用することができ、フタル酸ジブチルが好ましい。この可塑剤は１種のみを用いてもよく、２種以上を併用することもできる。可塑剤の配合量は、ガラス粉末と無機フィラーとの合計を１００質量部とした場合に、３〜２０質量部、好ましくは５〜１５質量部とすることができる。
【００２１】
［２］低温焼成磁器
この低温焼成磁器は、低温焼成磁器組成物を脱脂し、その後、焼成することにより製造することができる。脱脂温度は、６５０〜９００℃、特に７００〜８５０℃とすることが好ましい。脱脂温度が６５０℃未満であると、バインダを十分に除去することができない場合がある。一方、９００℃を越えると、Ｃｕ電極部分でうねりが発生してしまうため好ましくない。また、脱脂時間は、０．５〜３０時間、特に１〜１５時間とすることが好ましい。脱脂時間が０．５時間未満であると、バインダを十分に除去することができない場合がある。一方、３０時間を越えると、Ｃｕ電極部分でうねりが発生してしまうため好ましくない。
更に、低温焼成磁器組成物は、一般に脱脂の前に所定形状に成形される。この成形方法は特に限定されず、ドクダーブレード法、スクリーン印刷法、プレス成形等の一般的な方法が挙げられる。
【００２２】
焼成は非酸化雰囲気において行われる。これにより同時焼成されるＣｕ導体の酸化が防止される。非酸化雰囲気は特に限定されないが、通常、窒素雰囲気及びアルゴン雰囲気等の不活性ガス雰囲気、並びに水素を含有する雰囲気等の還元雰囲気である。
焼成温度は、８５０〜１０５０℃、特に９００〜１０００℃とすることが好ましい。焼成温度が８５０℃未満であると、十分に焼結され難い。一方、１０５０℃を越えると、同時焼成されるＣｕ導体が異常粒成長することがあり好ましくない。また、焼成時間は、０．５〜１０時間、特に１〜５時間とすることが好ましい。焼成時間が０．５時間未満であると、十分に焼結され難い。一方、１０時間を越えると、同時焼成されるＣｕ導体が異常粒成長することがあり好ましくない。
【００２３】
低温焼成磁器には、ガラスの結晶化に起因する結晶相は存在せず、無機フィラーに含有される結晶相、及びＮｉ元素を含む結晶相が形成されている場合は、この結晶相が存在する。更に、この低温焼成磁器には、Ｎｉ元素が含有されている。このＮｉ元素は、結晶相を形成していてもよいし、ガラスに溶け込んだ状態で非晶質相を形成していてもよい。この結晶相としては、ＮｉＯ、Ｎｉ３Ｏ４、Ｎｉ２Ｏ３等のＮｉ酸化物からなる結晶相、又はＮｉ金属からなる結晶相が挙げられるが、Ｎｉ酸化物からなる結晶相として含有されていることが好ましい。Ｎｉ金属からなる結晶相が含有されていると、低温焼成磁器の誘電損失が大きくなる傾向にある。尚、非晶質相を形成しているＮｉ元素は、Ｘ線回折では確認することができないが、蛍光Ｘ線法及びＩＣＰ発光法等により定量することができる。
【００２４】
本発明の低温焼成磁器では、ＪＩＳ　Ｒ　１６２７に記載された両端短絡型誘電体共振器法のＴＥ０１１モードにより、共振周波数８〜１２ＧＨｚにおいて測定した比誘電率を、７以下、特に６．５以下、更には６以下とすることができ、且つ同様の方法により測定した誘電損失を、０．００２以下、特に０．００１７以下、更には、０．００１５以下とすることができる。
また、ガラス粉末と無機フィラーとの合計を１００質量部とした場合におけるＮｉＯ粉末の含有量が０．０１〜３質量部の場合、比誘電率は７以下、誘電損失は０．００２以下とすることができる。
更に、ＮｉＯ粉末の含有量が０．０５〜２．５質量部の場合、比誘電率は６．５以下、誘電損失は０．００１７以下とすることができる。
また、ＮｉＯ粉末の含有量が０．０５〜１．５質量部の場合、比誘電率は５．８以下、誘電損失は０．００１４以下とすることができる。
更に、ＮｉＯ粉末の含有量が０．０５〜０．７質量部の場合、比誘電率は５．７以下、誘電損失は０．００１３以下とすることができる。
【００２５】
［３］配線基板
配線基板は、上記の低温焼成磁器からなる絶縁層と、Ｃｕからなり、絶縁層の表面及び／又は内部に設けられた導体層とを備える。
上記「絶縁層」は、前記した低温焼成磁器組成物を焼成してなる低温焼成磁器からなり、この低温焼成磁器組成物の材質、及び各成分の含有量等は前記［１］の説明をそのまま適用することができ、また、この絶縁層を構成する低温焼成磁器の物性等は、前記［２］の説明をそのまま適用できる。
更に、上記「導体層」はＣｕからなるものであり、通常、銅ペーストを焼成したものからなる。また、この導体層は１層でも良いし、図１に示されるように導体層２を複数層積層しても良い。更に、導体層２を複数層設ける場合、導体層２の数は特に限定されないが、導体層２を２〜４０層設けることができる。
【００２６】
この配線基板は、例えば、以下の方法により作製することができる。
先ず、ガラス粉末、無機フィラー、バインダ、及び溶剤を前記の量比で混合する。この場合、必要に応じて可塑剤等を配合することもできる。その後、この混合物を前記の方法で成形し、低温焼成磁器組成物からなるグリーンシートを形成する。次いで、このグリーンシートの表面に、スクリーン印刷等の方法によりＣｕペーストからなる未焼成導体層パターン（以下、未焼成パターンという。）を形成する。その後、表面に未焼成パターンが形成されたグリーンシートを、前記の条件で脱脂し、次いで、非酸化雰囲気において前記の条件で焼成する。
【００２７】
ここで、未焼成パターンが形成された１層のグリーンシート、又はこのグリーンシートの未焼成パターンが形成されていない面に、他のグリーンシートを積層した２層以上の多層のグリーンシートを焼成することにより、絶縁層の表面に導体層が形成された配線基板を作製することができる。また、未焼成パターンが形成された１層のグリーンシートの未焼成パターンが形成された面、及び必要に応じて未焼成パターンが形成されていない面に、他のグリーンシートを積層した２層以上の多層のグリーンシートを焼成することにより、絶縁層の内部に導体層が形成された配線基板とすることができる。
【００２８】
本発明の配線基板は、その未焼成体を非酸化雰囲気において焼成してもＣを十分に除去することができ、誘電特性が低下せず、且つ低温焼成磁器が発泡することのない特定の酸化剤を含有する低温焼成磁器組成物を焼成してなる絶縁層を備える。そのため、高周波領域においても電気信号の伝送損失が小さい。更に、低温焼成磁器組成物に含有されるガラス粉末を構成するガラスは、屈伏点が高く、且つ結晶化せず、焼成過程におけるガラスの粘性が非常に高い。従って、低温焼成磁器組成物の焼成条件を幅広く設定することができ、内層の全面に導体層を有する配線基板であっても容易に作製することができる。また、本発明では、Ｃを特に効率よく除去することができるＮｉＯを酸化剤として用いているため、厚さ１ｍｍ以上、特に２ｍｍ以上、更には３ｍｍ以上の配線基板であっても特に問題なく作製することができる。
【００２９】
【実施例】
［１］本実施例で使用するガラス粉末の評価
▲１▼屈伏点
ガラス粉末を構成するガラスの屈伏点を以下の方法により測定した結果、７５０℃であった。
即ち、ガラス粉末を９００℃，１０分で焼成したガラスフリット焼成体を、４×４×２０ｍｍに加工した試験片を作製した。得られた試験片を熱膨張測定装置により下記条件で測定した（測定温度範囲：常温〜８００℃、昇温速度：１０℃／ｍｉｎ）。測定した熱膨張曲線より、試験片の伸びが最も大きかったときの温度を屈伏点とした。
▲２▼ガラス粉末を構成するガラスの組成
ガラスの組成を化学分析法（ＩＰＣ発光法）により同定した。その結果、Ｓｉ、Ｂ、Ａｌ及びＣａをそれぞれ酸化物換算した含有量の合計を１００モル％とした場合に、Ｓｉを酸化物換算した含有量は６３．３モル％、Ｂを酸化物換算した含有量は２４．１モル％、Ａｌを酸化物換算した含有量は５．７モル％、Ｃａを酸化物換算した含有量は６．９モル％であった。また、この化学分析法によれば、酸化物換算したＰｂの含有量は測定限界以下であった。
【００３０】
▲３▼焼成によりガラスが結晶化しないことの確認
ガラス粉末（粒径；２．５μｍ）と、バインダ（アクリル樹脂）及び溶剤（アセトン）とを混合し、その後、造粒してガラスの造粒粉を調製した。尚、混合粉末を１００質量部とした場合に、バインダは４質量部、溶剤は１００質量部である。次いで、この造粒粉を一軸成形し、１５０ＭＰａでＣＩＰ処理して成形体とした。その後、この成形体をセラミックセッターを用いて、大気雰囲気下、１０５０℃で２時間焼成した。このガラスの焼結体のＸ線回折を測定した結果を図１に示す。この図１において、チャート（１）は焼成前、チャート（２）は焼成後である。
図１によれば、チャート（１）とチャート（２）とは略同じであり、いずれのチャートにも結晶の存在を表す回折ピークがみられない。これにより、このガラスの焼結体が非晶質であることが分かる。
【００３１】
［２］実施例１〜６、比較例１〜５及び参考例（低温焼成磁器組成物及び低温焼成磁器）
▲１▼実施例１〜６及び比較例１〜５の低温焼成磁器組成物及び低温焼成磁器の作製及び評価
上記組成のガラスからなり、上記平均粒径を有するガラス粉末５０質量部と、無機フィラーであるアルミナ粉末（平均粒径３μｍ）５０質量部と、表１に記載の種類及び配合量の酸化剤粉末とを混合して混合粉末を調製した。尚、表１の酸化剤粉末の配合量は、ガラス粉末とアルミナ粉末との合計を１００質量部とした場合の配合量である。
【００３２】
【表１】
2004075475.tif 000003
【００３３】
その後、この混合粉末１００質量部に対して、バインダ（アクリル樹脂）４質量部及び溶剤（アセトン）１００質量部を配合し、次いで、造粒して低温焼成磁器組成物の造粒粉を調製した。次いで、この造粒粉を一軸成形した後、１５０ＭＰａでＣＩＰ処理して成形体とし、その後、この成形体を湿潤窒素雰囲気において８５０℃で９時間脱脂し、次いで、窒素雰囲気下、１０００℃で２時間焼成して低温焼成磁器を得た。その後、この低温焼成磁器を直径１５〜１６ｍｍ、厚さ７．５から８ｍｍの大きさに研磨加工し、試験片を作製した。
次いで、この試験片の比誘電率及び誘電損失をＪＩＳ　Ｒ　１６２７に記載された両端短絡型誘電体共振器法のＴＥ０１１モードにより、共振周波数１０ＧＨｚにおいて測定した。結果を表１に併記する。
【００３４】
▲２▼参考例の低温焼成磁器の作製及び評価
参考例として、酸化剤を用いることなくバインダ等に起因するＣが略完全に除去された低温焼成磁器を作製し、その比誘電率及び誘電損失を評価した。参考例の低温焼成磁器は、大気雰囲気において焼成したこと以外は比較例１と同様の方法にて作製した。また、その比誘電率及び誘電損失の評価は、実施例と同様の方法にて行った。その結果、低温焼成磁器に発泡はみられず、比誘電率は、５．７であり、誘電損失は、０．００１１であった。これにより、本実施例において、バインダ等に起因するＣが除去され、更に酸化剤の影響による誘電損失の上昇がほとんどない場合、比誘電率は５．７付近、且つ誘電損失は０．００１１付近となることが判る。
【００３５】
▲３▼実施例１〜６の効果
表１によれば、酸化剤粉末が配合されていない比較例１では、比誘電率は５．４と低いものの、誘電損失が０．００３１と大きく、劣っていた。これは、Ｃが残存しているので、このＣにより緻密化が阻害されて比誘電率は低下するが、このＣの影響により、誘電損失が大きくなるからと考えられる。
また、酸化剤粉末として、それぞれＣｕＯ粉末又はＣａＯ２粉末を用いた比較例２〜３でも、比誘電率は５．７〜５．８と低いものの、誘電損失は０．００２１〜０．００２３と大きく、酸化物粉末を配合した効果はみられるが、未だ十分ではない。これは、酸化剤によりＣが除去され、低温焼成磁器が緻密化されるので、比誘電率は参考例付近の値となるが、配合された酸化剤粉末の影響により誘電損失が大きくなってしまうからと考えられる。
更に、酸化剤粉末としてＳｎＯ２粉末を用いた比較例４では、誘電特性は比較例１と同等であり、酸化剤を含有させる効果がほとんどみられなかった。これは、この酸化剤粉末はＣを除去する機能が劣っているので、未だ多くのＣが残存しているためであると考えられる。また、酸化剤粉末としてＣｒ２Ｏ３を用いた比較例５では、低温焼成磁器に発泡を生じ、緻密な焼結体とすることができなかった。
【００３６】
一方、酸化剤粉末としてＮｉＯ粉末を用いた実施例１〜６では、誘電率が５．７〜５．８であり、誘電損失が０．００１１〜０．００１５であって、高周波領域において優れた誘電特性を有していることが判る。また、誘電率及び誘電損失が参考例付近の値であるので、バインダに起因するＣが略完全に除去され、更に酸化剤の影響による誘電損失の上昇がほとんどないことが判る。更に、平均粒径が１．０μｍのＮｉＯ粉末を用いた実施例１〜５において、ＮｉＯ粉末の配合量が少なくとなるとともに、誘電損失が小さくなっており、ＮｉＯ粉末は少量であってもＣを除去する作用を十分に有することが判る。更に、平均粒径の異なるＮｉＯ粉末を同量配合した実施例４及び実施例６の誘電特性は同等であることから、ＮｉＯ粉末はその平均粒径によらずＣを除去する機能に優れることが判る。
【００３７】
また、ＮｉＯ粉末の含有量が０．１〜１．０質量部の場合、比誘電率は５．７、誘電損失は０．００１１〜０．００１３とすることができる。
更に、ＮｉＯ粉末の含有量が０．１〜０．５質量部の場合、比誘電率は５．７、誘電損失は０．００１１〜０．００１２以下とすることができ、比誘電率及び誘電損失が極めて優れていることが判る。
【００３８】
［２］実施例７（配線基板）
▲１▼配線基板の作製及び評価
実施例３における混合粉末１００質量部に対して、バインダ（アクリル樹脂）２０質量部、可塑剤（フタル酸ジブチル）１０質量部及び溶剤（トルエンとメチルエチルケトンとの混合溶媒、これらの合計を１００質量％とした場合に、トルエンは４０質量％、メチルエチルケトンは６０質量％である。）４０質量部を配合し、スラリー状の低温焼成磁器組成物を調製し、このスラリーを用いてドクターブレード法により厚さ２５０μｍの第１絶縁層１１となるグリーンシートを得た。その後、このグリーンシートの一表面に銅ペーストをスクリーン印刷して第１導体層２１となるパターンを形成した。次いで、第２〜第１６絶縁層１１となるセラミックグリーンシートを第１絶縁層となるグリーンシートと同じ方法で作製し、第２〜第１６絶縁層１１となるグリーンシートの一表面に銅ペースト印刷して第２〜１６導体層２１となるパターンを形成した。そして、これらのグリーンシートを積層し、１６層の導体層及び絶縁層を有する積層体を形成した。この場合、導体層パターンが形成された面と、導体層パターンが形成されていない面とが相対するようにして積層した。次いで、この積層体を、湿潤雰囲気下、８５０℃で９時間脱脂し、その後、窒素雰囲気下、１０００℃で２時間焼成して、縦横がそれぞれ３０ｍｍ、厚さが３ｍｍの配線基板を作製した。得られた配線基板の模式的な断面図を図１に示す。配線基板の第１〜第１６絶縁層１１及び第１〜第１６導体層２１は同時焼成され一体となっている。
【００３９】
▲２▼実施例７の効果
この配線基板の反り及び緻密性を目視により評価した結果、反りが発生することなく緻密化することができた。また、この配線基板では、実施例３における低温焼成磁器組成物を焼成してなる低温焼成磁器を絶縁層として備えているため、高周波領域における誘電特性及び伝送特性に優れた配線基板である。
【００４０】
尚、本発明においては、上記の具体的な実施例に限られず、目的及び用途に応じて、本発明の範囲内で種々変更した実施例とすることができる。例えば、高周波領域における誘電特性に実質的に影響を及ぼさない範囲で、他の成分、又は不可避不純物等が含有されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１において用いたガラス粉末の未焼成体及び焼結体のＸ線回折の結果を示すグラフである。
【図２】本実施例で作成した配線基板の模式的な断面図である。
【符号の説明】
１；絶縁層、１１；第１絶縁層、第１４絶縁層、第１５絶縁層、第１６絶縁層、２；導体層、２１；第１導体層、第１４導体層、第１５導体層、第１６絶縁層。
【図１】
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【図２】
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