(57)【要約】【課題】Ｂ及びＰｂを含有せず低温焼結でき、銅配線でも同時焼成できる新規な低温焼成磁器組成物、その製造方法及び配線基板を提供する。【解決手段】本組成物は、Ｓｉ、Ａｌ及びＯ並びに焼結助剤成分を含有し、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａのうちの少なくとも２種以上を含有し、且つ、Ｂ及びＰｂを含有しない。また、本方法は、酸化物又は加熱されて酸化物となる、Ｓｉ含有原料と、Ａｌ含有原料と、Ｍｇ含有原料、Ｃａ含有原料、Ｓｒ含有原料及びＢａ含有原料の２種以上と、焼結助剤とを含有し、且つ、Ｂ含有原料及びＰｂ含有原料を含有しない原料組成物を、７００〜１０００℃で仮焼して仮焼物を得る仮焼工程と、仮焼物を粉砕して得た仮焼粉末を含有する未焼成組成物を８５０〜１０５０℃で焼成する焼成工程と、を備える。本基板は、本組成物からなる絶縁部と、絶縁部と同時焼成されたＣｕを含有する導体部と、を備える。【選択図】      図１
2005047731.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
元素としてＳｉ、Ａｌ及びＯ並びに焼結助剤成分を含有する低温焼成磁器組成物において、
更に、元素としてＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａのうちの少なくとも２種以上のアルカリ土類金属元素を含有し、且つ、元素としてＢ及びＰｂを含有しないことを特徴とする低温焼成磁器組成物。
【請求項２】
上記アルカリ土類金属元素のうち、少なくともＳｒ及びＢａを含有する請求項１に記載の低温焼成磁器組成物。
【請求項３】
元素としてＬｉ、Ｎａ及びＫを含有しない請求項１又は２記載の低温焼成磁器組成物。
【請求項４】
含有されるＳｉ、Ａｌ及び上記アルカリ土類金属元素の各酸化物換算による合計量を１００質量％とした場合に、酸化物換算でＳｉを４０〜８５質量％含有する請求項１乃至３のうちのいずれかに記載の低温焼成磁器組成物。
【請求項５】
絶縁部と、該絶縁部と同時焼成されたＣｕを含有する導体部と、を備える配線基板の該絶縁部として用いられる請求項１乃至４のうちのいずれかに記載の低温焼成磁器組成物。
【請求項６】
Ｓｉ含有原料と、Ａｌ含有原料と、Ｍｇ含有原料、Ｃａ含有原料、Ｓｒ含有原料及びＢａ含有原料のうちの少なくとも２種以上と、焼結助剤と、を含有し、上記各原料及び該焼結助剤は酸化物又は加熱されて酸化物となるものであり、且つ、Ｂ含有原料及びＰｂ含有原料を含有しない原料組成物を、７００〜１０００℃で仮焼して仮焼物を得る仮焼工程と、該仮焼物を粉砕して得た仮焼粉末を含有する未焼成組成物を８５０〜１０５０℃で焼成する焼成工程と、を備えることを特徴とする低温焼成磁器組成物の製造方法。
【請求項７】
上記未焼成組成物は、ガラスフリットを含有しない請求項６に記載の低温焼成磁器組成物の製造方法。
【請求項８】
上記焼成工程は、非酸化性雰囲気で行う請求項６又は７に記載の低温焼成磁器組成物の製造方法。
【請求項９】
請求項１乃至５のうちのいずれかに記載の低温焼成磁器組成物からなる絶縁部と、該絶縁部と同時焼成されたＣｕを含有する導体部と、を備える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及びその製造方法並びにそれを用いた配線基板に関する。更に詳しくは、本発明は、元素としてＢ及びＰｂを含有しなくとも低温焼結できる新規な低温焼成磁器組成物及びその製造方法並びにそれを用いた配線基板に関する。
本発明は、電子部品関連分野において広く利用される。例えば、本発明は、半導体素子をフリップチップ接続するための電極パットを備えたパッケージ（Ｃ４パッケージ等）、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ  Ｓｉｚｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）、ＭＣＰ（Ｍｕｌｔｉ  Ｃｈｉｐ  Ｐａｃｋａｇｅ）等のパッケージ、及び、これらのパッケージに抵抗、コンデンサ及び／又はインダクタを備えるＭＣＭ−Ｃ（ＭｕｌｔｉＣｈｉｐ  Ｍｏｄｕｌｅ−Ｃｅｒａｍｉｃ）等のモジュールなどに利用される。
【０００２】
【従来の技術】
情報通信の高速化に伴い、マイクロ波等の高周波領域の使用に対応できる電子部品が必要とされている。高周波対応できる電子部品等に用いられる低温焼成磁器系配線基板では、基板内における電気信号の伝送損失がより低いこと、及び、より高い信頼性を具備することが望まれている。伝送損失低減は、配線基板を構成する絶縁部をより低誘電率とし、且つ、導体部をより低抵抗にすることで達せられるが、低抵抗な導体部と同時焼成するためには絶縁部は低温焼結できることも必要である。即ち、誘電率が小さく、低温焼成できる磁器組成物が望まれている。
従来より、絶縁部用磁器の低温焼結性を得るためには、Ｐｂ及び／又はＢを含有させることが一般的である。例えば、下記特許文献１（Ｐｂ含有）及び下記特許文献２（Ｂ含有）等に示されている。また、最近ではＰｂ及びＢを含有しない低温焼成磁器組成物が下記特許文献３に示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−３２５０５５号公報
【特許文献２】
特公平６−７６２５３号公報
【特許文献３】
特開２０００−２７２９６０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１は、焼結助剤としてＰｂを含有するものであるが、Ｐｂは環境対応の点から問題となっており、Ｐｂ非含有低温焼成磁器組成物の開発が急がれている。
一方、上記特許文献２は、焼結助剤としてＢを含有するものであり、ＳｉＯ２が高濃度に含有された組成が開示されている。ＳｉＯ２は誘電率を効果的に低減する成分であるが、高濃度に含有する場合は緻密化が困難になることが知られている。上記特許文献２の組成はＳｉＯ２濃度がさほど高くないものであるが、それでもＰｂと共に、低温焼結性を向上させる成分として一般的であるアルカリ金属元素を含有する点からも、その緻密化の困難性が分かる。上記特許文献２ではこれをＢの含有により解決している。
【０００５】
一方、導体部としては上記の通り低抵抗な導体を用いることが好ましい。この低抵抗な導体としては、銀及び銅が一般的であり、特に、銅は銀に比べて耐マイグレーション性に優れるため配線基板としての高い信頼性が得られる点で優れている。しかし、銅は酸化され易く、大気雰囲気で高温加熱することができない。
このため通常は湿潤窒素雰囲気が用いられるが、この湿潤窒素雰囲気では、磁器用組成物中に含有されるＢが蒸散し、焼成炉を痛めることや、磁器の誘電特性が安定しない等の種々の不具合を生じることが知られている。即ち、銅を導体として用いる低温焼成磁器組成物にＢが含有されることは好ましくないが、Ｂを含有させず同じ組成を低温焼結することは困難であるという問題がある。
また、上記特許文献３は、Ｐｂ及びＢを含有しないものであるが、所定のアルカリ土類金属元素のうちの２種以上を含有するものではなく、更に組成選択の自由度が高く、バランスよい誘電特性を有する低温焼成磁器が求められている。
【０００６】
本発明は上記観点に鑑みてなされたものであり、元素としてＢ及びＰｂを含有しなくとも低温で焼結でき、更には、銅配線であっても同時焼成できる新規な低温焼成磁器組成物及びその製造方法並びにそれを用いた配線基板を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、低温焼成磁器組成物を検討するなかで、従来、多く使用されているＢ及びＰｂを含有する焼結助剤は、非酸化性雰囲気を用いて焼成を行う場合に不具合を生じ易いということを見出した。即ち、Ｂ酸化物を用いた場合、湿潤窒素雰囲気での焼成工程を経ると特にＢが蒸散し易く、表面付近のＢの濃度が低下し、焼結体に反りを生じる場合があることが認められた。ラインアンドスペースがより幅狭化される今日の配線基板において、反りを生じることは設計精度及び高い信頼性の観点から好ましくはない。また、Ｐｂ酸化物を用いた場合は、Ｐｂ酸化物が還元され、焼結性及び誘電特性が低下する傾向が認められた。このためＢ及びＰｂを含有させずに焼結及び緻密化できる組成の検討を行った。
更に、アルカリ金属元素は、その含有により焼結性を効果的に向上させることが知られているが、一方で、絶縁信頼性（長期にわたり高い絶縁性を保持できる）が低下しがちであるという問題がある。このため、可能な限りアルカリ金属元素を含有させずに焼結及び緻密化できる組成の検討を併せて行った。
その結果、本発明者らはＳｉＯ２濃度が高い組成であっても、所定の焼結助剤成分とアルカリ土類金属の２種以上とを含有する場合には、Ｂ及びＰｂを含有しなくとも焼結及び緻密化できることを見出した。更にこの組成では、アルカリ金属を含有しなくとも焼結及び緻密化できることも分かった。また、低温焼成磁器組成物を得る場合、焼結性を向上させるためにガラスフリットを用いることが多い。しかし、この組成では、Ｂ及びＰｂを含有しないにも関わらず、ガラスフリットを用いなくとも意外にも焼結及び緻密化できることが分かった。本発明はこれらの知見に基づき完成されたものである。
【０００８】
本発明は以下に示すとおりである。
（１）元素としてＳｉ、Ａｌ及びＯ並びに焼結助剤成分を含有する低温焼成磁器組成物において、
更に、元素としてＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａのうちの少なくとも２種以上のアルカリ土類金属元素を含有し、且つ、元素としてＢ及びＰｂを含有しないことを特徴とする低温焼成磁器組成物。
（２）上記アルカリ土類金属元素のうち、少なくともＳｒ及びＢａを含有する上記（１）に記載の低温焼成磁器組成物。
（３）元素としてＬｉ、Ｎａ及びＫを含有しない上記（１）又は（２）記載の低温焼成磁器組成物。
（４）含有されるＳｉ、Ａｌ及び上記アルカリ土類金属元素の各酸化物換算による合計量を１００質量％とした場合に、酸化物換算でＳｉを４０〜８５質量％含有する上記（１）乃至（３）のうちのいずれかに記載の低温焼成磁器組成物。
（５）絶縁部と、該絶縁部と同時焼成されたＣｕを含有する導体部と、を備える配線基板の該絶縁部として用いられる上記（１）乃至（４）のうちのいずれかに記載の低温焼成磁器組成物。
（６）Ｓｉ含有原料と、Ａｌ含有原料と、Ｍｇ含有原料、Ｃａ含有原料、Ｓｒ含有原料及びＢａ含有原料のうちの少なくとも２種以上と、焼結助剤と、を含有し、上記各原料及び該焼結助剤は酸化物又は加熱されて酸化物となるものであり、且つ、Ｂ含有原料及びＰｂ含有原料を含有しない原料組成物を、７００〜１０００℃で仮焼して仮焼物を得る仮焼工程と、該仮焼物を粉砕して得た仮焼粉末を含有する未焼成組成物を８５０〜１０５０℃で焼成する焼成工程と、を備えることを特徴とする低温焼成磁器組成物の製造方法。
（７）上記未焼成組成物は、ガラスフリットを含有しない上記（６）に記載の低温焼成磁器組成物の製造方法。
（８）上記焼成工程は、非酸化性雰囲気で行う上記（６）又は（７）に記載の低温焼成磁器組成物の製造方法。
（９）上記（１）乃至（５）のうちのいずれかに記載の低温焼成磁器組成物からなる絶縁部と、該絶縁部と同時焼成されたＣｕを含有する導体部と、を備えることを特徴とする配線基板。
【０００９】
【発明の効果】
本発明の低温焼成磁器組成物によれば、Ｂ及びＰｂを含有しない低誘電率の配線基板を得ることができる。この配線基板は、寸歩精度がよく、銅を主成分とする導体部を備える配線基板を同時焼成により得ることができる。
アルカリ土類金属元素のうち、少なくともＳｒ及びＢａを含有する場合は、低温で特に良好に緻密化でき、誘電特性に優れた配線基板を得ることができる。
元素としてＬｉ、Ｎａ及びＫを含有しない場合は、特に優れた誘電信頼性を発揮でき、長期に渡り優れた誘電特性を発揮できる配線基板を得ることができる。
酸化物換算でＳｉを４０〜８５質量％含有する場合は、誘電率を小さく抑えることができ、低誘電率の配線基板を得ることができる。
絶縁部と同時焼成されたＣｕを含有する導体部とを備える配線基板の絶縁部として用いられる場合は、反りを生じることなく、非酸化性雰囲気における焼成による焼成炉の損傷を生じることなく、寸法精度のよい配線基板を得ることができる。
【００１０】
本発明の低温焼成磁器組成物の製造方法によると、Ｂ及びＰｂを用いないため、これらを用いる場合に必要となる設備を要さず、配線基板等を得ることができる。また、焼成後に銅を主成分とする導体部となる未焼成導体部を備える配線基板を得る場合にも、他の未焼成導体部を有する場合と同様に絶縁部と導体部とを同時焼成することができる。更に、ガラスフリットを用いなくとも焼結及び緻密化できるために製造コストを効果的に削減できる。
焼成工程が非酸化性雰囲気で行うものである場合は、焼成後に銅を主成分とする導体部となる未焼成導体部を備える配線基板を得る場合にも、絶縁部と導体部とを同時焼成することができる。
本発明の配線基板によれば、優れた誘電特性を得ることができる。また、寸法精度の良い配線基板を容易に得ることができる。
【００１１】
【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、元素としてＳｉ、Ａｌ及びＯ並びに焼結助剤成分を含有する低温焼成磁器組成物において、更に、元素としてＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａのうちの少なくとも２種以上のアルカリ土類金属元素（以下、まとめて「Ｒ」ともいう）を含有し、且つ、元素としてＢ及びＰｂを含有しない。
【００１２】
上記「Ｓｉ」は、本発明の低温焼成磁器組成物の必須成分であり、通常、酸化物として含有される。Ｓｉの含有量は、特に限定されないが、低温焼成磁器組成物に含有されるＳｉ、Ａｌ及びＲの各酸化物換算による合計量を１００質量％とした場合に、ＳｉＯ２換算で４０〜８５質量％（より好ましくは５０〜７０質量％、更に好ましくは５５〜７０質量％、特に好ましくは６０質量％を超え且つ７０質量％以下）であることが好ましい。この範囲であれば、十分に緻密化でき、且つ、誘電率を小さくできるからである。通常、このＳｉ含有量を多くすると、焼結及び緻密化が困難となる。このＳｉ含有量が６０質量％以上では顕著である。しかし、本発明の組成によると、この範囲においても十分に焼結でき、更には、緻密化できる。また、低い誘電率を達することができ、更には、有機材料を用いた有機材料系基板（例えば、マザーボードとして使われるガラスクロス−樹脂複合基板等）に近い熱膨張率（例えば、約１２〜２０ｐｐｍ）を得ることができる。
【００１３】
上記「Ａｌ」は、本発明の低温焼成磁器組成物の必須成分であり、通常、酸化物として含有される。Ａｌの含有量は、特に限定されないが、組成物に含有されるＳｉ、Ａｌ及びＲの各酸化物換算による合計量を１００質量％とした場合に、Ａｌ２Ｏ３換算で５〜５０質量％（より好ましくは５〜４０質量％、更に好ましくは５〜３５質量％、特に好ましくは５〜３０質量％）であることが好ましい。
この範囲であれば十分に緻密化でき、且つ、誘電率を小さく保つことができるからである。
【００１４】
上記「Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａ」（以下、まとめて「Ｒ」ともいう）は、本発明の低温焼成磁器組成物の必須成分であり、通常、酸化物として含有される。また、このＲは２種以上が含有される。Ｒの組合せは特に限定されないが、少なくともＳｒが含有されることが好ましい。即ち、例えば、ＳｒとＢａ、ＳｒとＣａ、ＳｒとＭｇ、ＳｒとＢａとＣａ、ＳｒとＢａとＭｇ、及び、ＳｒとＢａとＣａとＭｇ等の組合せが挙げられる。また、Ｓｒを含む組合せのなかでも特にＳｒとＢａとが含有されるものがより好ましい。即ち、例えば、ＳｒとＢａ、ＳｒとＢａとＣａ、及び、ＳｒとＢａとＣａとＭｇ等の組合せである。この組合せの中でもＳｒとＢａのみの組合せが特に好ましい。
このＲの含有量は、特に限定されないが、低温焼成磁器組成物に含有されるＳｉ、Ａｌ及び上記アルカリ土類金属元素の各酸化物換算による合計量を１００質量％とした場合に、ＲＯ換算で１０〜５０質量％（より好ましくは１０〜４０質量％、更に好ましくは１０〜３５質量％）であることが好ましい。
【００１５】
更に、Ｒとして少なくともＳｒとＢａとを含有する場合には、低温焼成磁器組成物に含有されるＳｉ、Ａｌ及びＲの各酸化物換算による合計量を１００質量％とした場合にＳｒのＳｒＯ換算による含有量をＭＳｒとし、低温焼成磁器組成物に含有されるＳｉ、Ａｌ及びＲの各酸化物換算による合計量を１００質量％とした場合にＢａのＢａＯ換算による含有量をＭＢａとした場合、ＭＳｒ／ＭＢａは、０．１〜５（より好ましくは０．２〜２．５、更に好ましくは０．３〜１．５）であることが好ましい。この範囲であればより効果的に焼成温度の低下効果が得られるからである。
【００１６】
これらＳｉの含有量、Ａｌの含有量及びＲの含有量は、この順で下記の組合せとすることができる。即ち、例えば、４０〜８５質量％、５〜５０質量％且つ１０〜５５質量％とすることができ、５０〜７０質量％、５〜４０質量％且つ１０〜４０質量％であることが好ましく、５５〜７０質量％、５〜３５質量％且つ１０〜４０質量％であることがより好ましい。更に、Ｓｉが特に多い場合は６０質量％を超え且つ７０質量％以下、５〜３０質量％且つ１０〜３５質量％とすることができる。
更に、ＲとしてＳｒとＢａとが含有される場合には、Ｓｉの含有量、Ａｌの含有量、Ｒの含有量及びＭＳｒ／ＭＢａの範囲は、この順で下記の組合せとすることができる。即ち、例えば、４０〜８５質量％、５〜５０質量％、１０〜５５質量％且つ０．１〜５とすることができ、５０〜７０質量％、５〜４０質量％、１０〜４０質量％且つ０．２〜２．５であることが好ましく、５５〜７０質量％、５〜３５質量％、１０〜４０質量％且つ０．３〜１．５であることがより好ましい。更に、Ｓｉが特に多い場合は６０質量％を超えて且つ７０質量％未満、５〜３０質量％、１０〜３５質量％且つ０．３〜１．５とすることができる。
【００１７】
上記「焼結助剤成分」は、焼結助剤に由来する成分である。この成分には、Ｓｉ、Ａｌ、アルカリ土類金属元素（Ｒ及びＲ以外のアルカリ土類金属元素を含む）、Ｂ及びＰｂは含まれない。この焼結助剤成分は、通常、周期表において４周期の３族から１４族、５周期の３族から１５族、６周期の３族から１６族の各元素の酸化物が挙げられる。これらの酸化物のなかでもＢｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｍｏ及びＳｎの酸化物が好ましく、Ｂｉ、Ｃｏ及びＭｏの酸化物が特に好ましい。これら焼結助剤成分は少なくとも１種含まれていればよいが、更には、少なくともＢｉが含有されていることが好ましい。
また、焼結助剤成分の含有量は、特に限定されないが、低温焼成磁器組成物に含有されるＳｉ、Ａｌ、Ｒ及び焼結助剤成分の各酸化物換算による合計量を１００質量％とした場合に、酸化物換算で０．５〜１０質量％（より好ましくは１〜７．５質量％）であることが好ましい。この範囲であれば、焼結させられると共に十分に緻密化することができ、且つ、誘電率を小さく保持することができる。
尚、酸化物換算は、ＢｉはＢｉ２Ｏ３、ＣｏはＣｏＯ、ＭｎはＭｎＯ２、ＣｕはＣｕＯ、ＦｅはＦｅ２Ｏ３、ＮｉはＮｉＯ、ＭｏはＭｏＯ３、ＳｎはＳｎＯ２として換算する。また、焼結助剤成分の好ましい含有量は、上記Ｓｉ、Ａｌ及びＲの各含有量の好ましい範囲に加えて同様に組合せることができる。更に、焼結助剤成分の好ましい含有量は、上記Ｓｉ、Ａｌ及びＲの各含有量の好ましい範囲並びにＭＳｒ／ＭＢａの好ましい範囲に加えて同様に組合せることができる。
【００１８】
上記「Ｂ」及び上記「Ｐｂ」は、各々焼結助剤として機能し得る成分であるが、本発明の低温焼成磁器組成物には含有されない。Ｂが含有されると、反りを生じる場合があるからである。また、Ｐｂが含有されると焼結性及び誘電特性が低下する場合があり、また、環境に対する負荷のある元素であるため使用しないことが好ましいからである。
上記「Ｂを含有しない」とは、実質的に低温焼成磁器組成物中にＢが含有されないことを意味する（不可避的には含有される場合がある）。通常、Ｂの分析限界はＫα線を用いた蛍光Ｘ線分析による測定において、低温焼成磁器組成物全体を１００質量％とした場合に、Ｂ２Ｏ３に換算して０．５質量％であるため、Ｂを含有しないとは０．５質量％以下であることをいうものとする。
本発明の低温焼成磁器組成物は、このＢが含有されないため、湿潤窒素雰囲気（例えば、露点が９０℃以下である窒素雰囲気）で焼成を行った場合に反りを生じない。このため、湿潤窒素雰囲気で、導体部と絶縁部との同時焼成を要する配線基板である導体部に銅が含有される配線基板の絶縁部材料として好適である。
この場合、導体部に含有される銅が、導体部全体を１００質量％とした場合に５０質量％以上（導体部全体が銅のみからなってもよい）である場合に特に効果的である。尚、本発明でいう反りとは、完全な平面に焼成物を置いた場合に、この平面からの最大高さと最低高さとの差が３００μｍ以上である場合をいう。
【００１９】
上記「Ｐｂを含有しない」とは、実質的に低温焼成磁器組成物中にＰｂが含有されないことを意味する（不可避的には含有される場合がある）。通常、Ｐｂの分析限界はＫα線を用いた蛍光Ｘ線分析による測定において、低温焼成磁器組成物全体を１００質量％とした場合に、ＰｂＯに換算して０．１質量％であるため、Ｐｂを含有しないとは０．１質量％以下であることをいうものとする。
更に、Ｓｂは焼結助剤成分に含まれるが、このＳｂは含有されないことが好ましい。Ｐｂと同様に環境に対する負荷があるからである。Ｓｂが含有されないとは、Ｐｂと同様に、同じ測定方法において、低温焼成磁器組成物全体を１００質量％とした場合に、Ｓｂ２Ｏ３に換算して０．１質量％以下であることをいうものとする。
【００２０】
また、アルカリ金属元素（Ｌｉ、Ｎａ及びＫ等）は含有されないことが好ましい。アルカリ金属元素が含有されないことにより、絶縁信頼性（長期にわたる絶縁性を有すること）を向上させることができるからである。アルカリ金属元素が含有されないとは、実質的に低温焼成磁器組成物中にアルカリ金属元素が含有されないことを意味する（不可避的には含有される場合がある）。通常、アルカリ金属元素の分析限界はＫα線を用いた蛍光Ｘ線分析による測定において、低温焼成磁器組成物全体を１００質量％とした場合に、各アルカリ金属元素をＡ２Ｏとして換算して０．１質量％であるため、アルカリ金属元素を含有しないとはその合計量が０．１質量％以下であることをいうものとする。
【００２１】
更に、本発明の低温焼成磁器組成物には、焼結助剤成分以外にも他の成分が含有されてもよい。例えば、着色剤（Ｃｏ及びＣｒ等）に由来する着色剤成分、酸化剤に由来する酸化剤成分（ＣｏＯ及びＣｒ２Ｏ３等）などを挙げることができる。これらの他の成分の含有量は、特に限定されないが、低温焼成磁器組成物全体を１００質量％とした場合に、酸化物換算した合計含有量が１０質量％以下（より好ましくは５質量％以下、更に好ましくは１質量％以下、０質量％であってもよい）であることが好ましい。
【００２２】
本発明の低温焼成磁器組成物を構成する結晶相は特に限定されない。この結晶相としては、石英、ｘＲ１Ｏ・（１−ｘ）Ｒ２Ｏ・Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２（但し、０＜ｘ＜１であり、Ｒ１及びＲ２はＲとして２種のアルカリ土類金属元素が含有される場合にこれらの各々を表す）、ＲＯ・ＳｉＯ２及びＲＯ・２ＳｉＯ２等が挙げられる。
これらのうちでも、石英は、通常、含有される。また、石英に加えて、ｘＲ１Ｏ・（１−ｘ）Ｒ２Ｏ・Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２も含有されることが好ましい。この結晶相は、例えば、ＲとしてＳｒとＢａが含有される場合には、ｘＳｒＯ・（１−ｘ）ＢａＯ・Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２である。また、ＣａとＢａが含有される場合には、ｘＣａＯ・（１−ｘ）ＢａＯ・Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２である。更に、石英及びｘＲ１Ｏ・（１−ｘ）Ｒ２Ｏ・Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２に加えてＲＯ・ＳｉＯ２及びＲＯ・２ＳｉＯ２のうちの少なくとも一方が含有されることがより好ましい。この結晶相は、ＲとしてＳｒとＢａが含有される場合には、ＳｒＯ・ＳｉＯ２、ＢａＯ・ＳｉＯ２及びＢａＯ・２ＳｉＯ２のうちのいずれかである。これらの石英等の結晶相を有することにより、誘電損失を効果的に小さくできるからである。
【００２３】
本発明の低温焼成磁器組成物の比誘電特性及び熱膨張率等の特性は特に限定されないが、比誘電率は５〜７（更に５〜６．８、特に５．５〜６．７）とすることができる。比誘電率がこの範囲であれば、配線基板として用いた時にも十分にその小型化を図ることができる。
また、熱膨張率は８〜１４ｐｐｍ（更に８．５〜１４ｐｐｍ、特に９〜１４ｐｐｍ）とすることができる。熱膨張率がこの範囲であれば有機材料を用いた有機材料系基板の熱膨張率（例えば、約１２〜２０ｐｐｍ）に近づくことになり、本低温焼成磁器組成物を配線基板として用いた場合にマザーボード等に実装した際の熱耐久性に優れるからである。
更に、本発明の低温焼成磁器組成物によると、Ｂを含有しないために、面積の大きな配線基板（例えば、１０ｍｍ四方以上、更には２０ｍｍ四方以上、特に３０ｍｍ四方以上、通常１００ｍｍ四方以下）を、反りを生じることなく得ることができる。また、厚さの厚い配線基板（例えば、厚さ１ｍｍ以上、更には２ｍｍ以上、特に３ｍｍ以上、通常５ｍｍ以下）を、反りを生じることなく得ることができる。
【００２４】
［２］低温焼成磁器組成物の製造方法
本発明の低温焼成磁器組成物の製造方法は、Ｓｉ含有原料と、Ａｌ含有原料と、Ｍｇ含有原料、Ｃａ含有原料、Ｓｒ含有原料及びＢａ含有原料のうちの少なくとも２種以上と、焼結助剤と、を含有し、各原料及び焼結助剤は酸化物又は加熱されて酸化物となるものであり、且つ、Ｂ含有原料及びＰｂ含有原料を含有しない原料組成物を、７００〜１０００℃で仮焼して仮焼物を得る仮焼工程と、仮焼物を粉砕して得た仮焼粉末を含有する未焼成組成物を８５０〜１０５０℃で焼成する焼成工程と、を備える。
【００２５】
上記「原料組成物」は、Ｓｉ含有原料と、Ａｌ含有原料と、Ｍｇ含有原料、Ｃａ含有原料、Ｓｒ含有原料及びＢａ含有原料のうちの少なくとも２種以上（以下、単に「Ｒ含有原料」ともいう）と、焼結助剤と、を含有し、Ｂ含有原料及びＰｂ含有原料を含有しないものである。但し、この原料組成物がＳｉ含有量原料等を含有するとは、各原料を各々別々に含有する場合、及び、Ｓｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａのうちの２種以上を同時に含有する化合物（複酸化物等）を含有する場合を含む意味である。この原料組成物の性状は特に限定されないが、通常、粉末状である。
【００２６】
上記「Ｓｉ含有原料」、上記「Ａｌ含有原料」、上記「Ｍｇ含有原料」、上記「Ｃａ含有原料」、上記「Ｓｒ含有原料」及び上記「Ｂａ含有原料」は、各元素の酸化物又は加熱されて酸化物となる化合物である。加熱されて酸化物となる化合物の種類は特に限定されず、例えば、炭酸塩、水酸化物、炭酸水素塩、硝酸塩及び有機金属化合物等が挙げられる。これら（酸化物及び加熱されて酸化物となる化合物）は１種のみを用いてもよく、２種以上を用いてもよい。また、各原料の形態も特に限定されず、粉末又は液状物等を用いることができる。
これらのうち、Ｓｉ含有原料については、Ｓｉの酸化物である石英結晶粉末を用いることが好ましい。
【００２７】
原料組成物中に含有される各原料の量比は特に限定されないが、低温焼成磁器組成物中に含有される前記各Ｓｉ、Ａｌ及びＲの好ましい含有割合となるように配合することが好ましい。
尚、Ｓｉ及びＡｌについては特に量比の加減は要しないが、Ｒは焼成により蒸散する場合があるため、蒸散し易いＲについては、予め蒸散を考慮して（例えば、仮焼前と仮焼後の組成を比較して得られる飛散量に基づいて決定できる）Ｒ含有原料を配合することが好ましい。
【００２８】
また、焼結助剤は、焼成されて焼結助剤成分となるものである。この焼結助剤の配合量は特に限定されず、低温焼成磁器組成物に含有される前記焼結助剤成分の好ましい含有割合となるように配合することが好ましい。
また、本発明の製造方法では、Ｂを含有するＢ含有原料及びＰｂを含有するＰｂ含有原料のいずれをも原料組成物中に含有させないものである。即ち、Ｂ及びＰｂを積極的に用いないものである。
【００２９】
上記「仮焼工程」（第１加熱工程）は、温度７００〜１０００℃で原料組成物を仮焼する工程である。原料組成物を、仮焼工程を経ずに直接焼成した場合、原料組成物中では焼結助剤成分が十分に均一に分散されていないために、焼成温度を低下させることができない場合がある。これに対して仮焼を行うと、焼結助剤成分が仮焼物中にはより均一に分散され、焼成温度を効果的に低下させることができる。
上記仮焼温度は７００〜１０００℃（好ましくは８００〜９００℃）の間を最高温度とするものである。この温度範囲であれば、未反応の原料成分が残存し難く、また、焼結してしまい仮焼物の粉砕が困難となることもない。この仮焼における仮焼時間は特に限定されないが、通常、１時間以上（好ましくは２時間以上、通常１０時間以下）である。
更に、仮焼時の仮焼雰囲気は特に限定されず、大気雰囲気等の酸化性雰囲気、並びに、還元雰囲気及び窒素雰囲気等の非酸化性雰囲気などを用いることができるが、通常、大気雰囲気を用いる。
更に、この仮焼工程で得られた仮焼物は、ガラス化されていないことが好ましい。即ち、仮焼粉末にはガラスフリットが含有されないことが好ましい。このガラスフリットとは、仮焼の際に、原料組成物が溶融状態になる程の高温で仮焼した後、急冷することにより得られるガラス組成物を粉砕して得られた粉末をいう。また、仮焼粉末の粒径は特に限定されないが、通常、平均粒径３μｍ以下である。
【００３０】
本発明の分野では、仮焼して仮焼粉末を得る工程と、助剤成分を溶融してガラス組成物を得る工程と、得られたガラス組成物を粉砕してガラスフリットを得る工程と、仮焼粉末とガラスフリットを混合して未焼成組成物に用いる粉末を得る工程を備えることが、従来、一般的である。しかし、これら工程を備えると助剤成分を溶融するために特殊な溶融炉設備を要し、また、高温で溶融されるためにガラス組成物中の軽元素（例えば、アルカリ土類金属元素等）が特に揮散し易く、焼成後の組成を予測して仮焼粉末に含有される各元素を配合することが困難となる。更に、得られたガラス組成物は粉砕に困難を伴い、特に平均粒径が２μｍ以下のガラスフリットとすることが困難となる等の問題を有している。本発明の製造方法では、このガラスフリットを経ることなく、優れた低温焼成磁器組成物を得ることができるものである。
【００３１】
上記「焼成工程」（第２加熱工程）は、仮焼物を粉砕して得た仮焼粉末を含有する未焼成組成物を８５０〜１０５０℃で焼成する工程である。
この焼成温度は８５０〜１０５０℃（好ましくは９００〜１０５０℃、より好ましくは９００〜１０００℃）の間を最高温度とするものである。この温度範囲であれば、十分に焼結できると共に緻密化することができる。また、焼成時間は特に限定されないが、通常、０．１時間以上（好ましくは０．５時間以上、通常５時間以下）である。
【００３２】
更に、焼成時の焼成雰囲気は特に限定されず、大気雰囲気等の酸化性雰囲気、並びに、還元雰囲気及び窒素雰囲気等の非酸化性雰囲気などを用いることができる。この焼成雰囲気は、未焼成組成物以外の同時に焼成されるものにより適宜選択することが好ましい。即ち、例えば、内部に導体部を備える配線基板を得ようとする場合、焼成されて配線基板の絶縁部となる未焼成組成物以外にも、焼成後に導体部となる未焼成導体部を備える。この未焼成導体部が銅を主成分（例えば、銀等を主成分とする）としない場合は、大気雰囲気で焼成することが好ましい。一方、銅を主成分（例えば、得られる導体部全体の５０質量％以上）とする場合には、非酸化性雰囲気で焼成を行うことができる。
但し、非酸化性雰囲気とは、酸素分圧が低い雰囲気であり、その酸素分圧は特に限定されないが、通常、１０Ｐａ以下（好ましくは０．１Ｐａ以下、通常０．０００１Ｐａ以上）である。非酸化性雰囲気を構成する気体は特に限定されないが、例えば、窒素及びアルゴン等の希ガスなどの不活性ガスが挙げられる。
【００３３】
また、未焼成組成物には、通常、バインダ等の有機物が含有されるが、この有機物が含まれる場合は、通常、この有機物の脱脂を要する。
脱脂は、上記未焼成導体部が酸化され難い材料（例えば、銀、金及び白金等の貴金属類など）を主成分とする場合には公知の方法で行うことができる。例えば、大気等の酸化性雰囲気で５００℃以上で加熱する方法である。この場合は、上記焼成工程を行う前に、その焼成のための昇温過程で行うことができる。
【００３４】
一方、未焼成導体部が酸化され易い材料（例えば、銅等）を主成分とする場合には、得られる導体部の酸化を防止するために、例えば、低温加熱工程を行い、且つ、その後に予備焼成工程を行い、更にその後、本焼成工程（本発明でいう焼成工程）を行うことで脱脂することができる。
低温加熱工程は、通常、非酸化性雰囲気で行う工程であり、１５０〜４００℃（好ましくは２００〜３００℃）で、２〜１５時間（好ましくは３〜１２時間）加熱する工程である。この工程は、加熱温度が低いためにほとんどの有機物は炭化されることなく飛散除去される。しかし、この工程を行っても除去されない有機物は炭化物となる場合がある。このため、更に予備焼成工程を行う。
予備焼成工程は、湿潤非酸化性雰囲気で行う工程であり、６００〜９００℃（好ましくは７００〜８５０℃）で、１〜２４時間加熱する工程である。この工程は、加熱温度が高いが、非酸化性雰囲気であるため酸化され易い材料が酸化されることはなく、残存された有機物及び炭化物は、雰囲気中の水分と反応して除去される。但し、湿潤雰囲気とは、露点管理がされた雰囲気であり、通常、露点が９０℃以下（好ましくは８０℃以下、通常３０℃以上）に保たれている雰囲気である。
本焼成工程の焼成温度及び焼成時間については、上記の通りである。また、焼成雰囲気は、種々の条件によって、適宜、選択できるが、通常、乾燥非酸化性雰囲気を用いる。
【００３５】
［３］配線基板
本発明の配線基板（１）は、本発明の低温焼成磁器組成物からなる絶縁部（１１）と、絶縁部（１１）と同時焼成されたＣｕを含有する導体部（１２）と、を備える（図２参照）。
上記「絶縁部」は、本発明の製造方法における未焼成組成物が焼成されてなる部分であり、本発明の低温焼成磁器組成物からなる。
上記「導体部」は、配線基板内で導通を有する部分であり、銅を含有する。銅の含有量は特に限定されないが、導体部全体の５０質量％以上である銅を主成分とする導体部であることが好ましい。この導体部の導電性は特に限定されないが、通常、常温において５μΩ・ｃｍ以下である。更に、導体部は、少なくとも配線基板の内部に形成されているが、この内部に形成された導体部の末端は、通常、配線基板の表面に表出されている。また、配線基板の表面にも導体部を有していてもよい。この導体部としては、例えば、通常の導通用配線、抵抗用配線、コンデンサ用配線（パッド形状等）、インダクタンス用配線、及び、ボンディングパッド等が挙げられる。
【００３６】
本発明の配線基板は、ＰＡ用基板、ＳＡＷ及びＰＫＧ等の通常の配線基板に用いることができる。更に、フリップチップパッケージ用配線基板、ＣＳＰ用配線基板、及び、ＭＣＰ用配線基板等のパッケージ用基板、並びに、アンテナスイッチモジュール用配線基板、ミキサーモジュール用配線基板、ＰＬＬモジュール用配線基板、及び、ＭＣＭ用配線基板等のモジュール用配線基板等に用いることができる。
【００３７】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。
［１］低温焼成磁器組成物の性能評価
（１）試験用基板の作製
Ｓｉ含有原料としてＳｉＯ２粉末（石英結晶粉末）、Ａｌ含有原料としてＡｌ２Ｏ３粉末、Ｒ含有原料としてＣａＣＯ３粉末、ＳｒＣＯ３粉末及びＢａＣＯ３粉末、焼結助剤としてＢｉ２Ｏ３粉末及びＣｏＯ粉末の各粉末を用い、各金属元素の含有割合が表１の量比となるように混合して原料組成物を得た。得られた原料組成物を、大気中、８００℃で２時間仮焼して仮焼物を得た。この得られた仮焼物の状態は粉末の凝集した状態であり、ガラス化により塊状化している部分は認められなかった。
【００３８】
次いで、得られた仮焼物をアルミナ製のミル内に投入し、ジルコニア製のボールを用いて、仮焼物の粒径を揃えると共に、均一に混合されるように２４時間湿式粉砕を行って、仮焼粉末を得た。その後、得られた仮焼粉末１００質量部に対して、４質量部のアクリル系樹脂バインダと、適量の溶剤とを加えて混合した後、造粒して造粒粉末を得た。更にその後、得られた造粒粉末を一軸成形した後、１５０ＭＰａでＣＩＰ（冷間静水圧プレス）処理を行って未焼成成形体（未焼成組成物）を得た。次いで、得られた未焼成成形体を多孔質セラミックスセッター上に載置して、大気雰囲気、９５０℃で２時間焼成して実施例１〜７及び比較例１〜３の試験用基板を得た。
【００３９】
【表１】
2005047731.tif 000003
表中のＳｉ含有原料、Ａｌ含有原料及びＲ含有原料の各配合量は、Ｓｉ含有原料、Ａｌ含有原料及びＲ含有原料の合計を１００質量％とした換算である。また、焼結助剤の配合量は、Ｓｉ含有原料、Ａｌ含有原料、Ｒ含有原料及び焼結助剤の合計を１００質量％とした換算である。
【００４０】
（２）試験用基板の特性測定
上記（１）で得られた各試験用基板の吸水率、比誘電率及び熱膨張係数の測定を行った。
ｉ）吸水率の測定
各実施例及び比較例の試験用基板をＪＩＳ  Ｃ  ２１４１に従った吸水率試験により測定した。その結果を表１に併記した。
ｉｉ）比誘電率の測定
各実施例及び比較例の試験用基板をＪＩＳ  Ｒ  １６２７に従い、ＴＥ０１１モードで共振周波数は８〜１２ＧＨｚとして測定した。この結果を表１に併記した。
ｉｉｉ）熱膨張係数の測定
示差膨張式熱機械分析装置を用いて３０〜４００℃の間における熱膨張係数を測定した。この際、上記（１）で得られた実施例及び比較例の各基板を縦４ｍｍ、横４ｍｍ、高さ２０ｍｍとなるように加工して用いた。この結果を表２に示した。
【００４１】
【表２】
2005047731.tif 000004
【００４２】
（３）評価
比較例１は、ＲとしてＳｒの１種のみを含有する例であり、比較例３は、Ｂａの１種のみを含有する例である。これらの比較例では比較例１の吸水率が６．７％であり、比較例３の吸水率が１１．５％であり、いずれも吸水率が大きく、緻密化が十分でないことが分かる。これに対して、実施例１〜３及び５は、いずれもＲを２種含有させたものであり、吸水率は測定限界以下の０．０％であり、十分に緻密化されていることが分かる。
【００４３】
また、比較例２及び比較例４は、ＲとしてＣａの１種のみを含有する例であり、比較例３は、Ｂａの１種のみを含有する例である。これらの比較例では比較例２の吸水率が２２．４％、比較例３が１１．５％、比較例４が１９．８％であり、いずれも吸水率が大きく、緻密化が十分でないことが分かる。
これに対して、実施例４は、Ｒとして、ＣａとＢａとの両方を含有する例であり、実施例４の吸水率は５．９％である。また、実施例７は、Ｒとして、ＣａとＳｒとの両方を含有する例であり、吸水率は４．８％である。更に、実施例６は、Ｒとして、ＣａとＳｒとＢａとの３種を含有する例であり、吸水率は１．５２％である。従って、実施例４は、比較例２の２７％、比較例３の５１％、比較例４の３０％であり、実施例７は、比較例２の２１％、比較例３の４２％、比較例４の２４％であり、実施例６は、比較例２の７％、比較例３の１３％、比較例４の８％である。即ち、Ｒが２種含有されることで少なくとも４９％以上、最大で７９％の低下が認められる。更に、Ｒが３種含有されることで少なくとも８７％、最大で９３％の低下が認められ、いずれも飛躍的に吸水率が低下していることが分かる。即ち、Ｒを１種のみ含有する場合には、得られない極めて優れた緻密化効果が、Ｒを２種以上含有することにより得られることが分かる。
【００４４】
実施例５は、ＳｉＯ２濃度が６３質量％と大きいものであり、通常では焼結及び緻密化が難しい組成である。それにも係わらず、上記焼成条件で焼結できると共に、吸水率は測定限界以下の０．０％と優れており、十分に緻密化されていることが分かる。また、誘電率は６．０と小さく、熱膨張係数も１１．３ｐｐｍ／℃と優れた値であった。この実施例５の結晶相の同定をＸＲＤ測定により行ったところ、石英（図１中「○」）及びＢａ０．９Ｓｒ０．１Ａｌ２Ｓｉ２Ｏ８（図１中「□」）等の結晶相が確認できた。このＸＲＤ測定により得られたチャートを図１に示す。
【００４５】
［２］低温焼成磁器組成物を用いた配線基板
上記［１］の表１中の実施例２で用いた原料組成物を同様に仮焼して得られた仮焼物を同様に湿式粉砕した粉末を仮焼粉末として用いた。この仮焼粉末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、溶媒（トルエンとメチルエチルケトンとの混合溶媒）適量を加えて、混合し、スラリー状物を得た。得られたスラリー状物をドクターブレード法により厚さ２５０μｍのシート状に成形して、未焼成絶縁部（未焼成組成物）を得た。その後、得られた未焼成絶縁部の一面に、銅をペーストに含有される無機物全体の９５質量％以上含有する銅ペーストを所定形状となるようにスクリーン印刷して、未焼成導体部を形成した。得られた一面側に未焼成導体部が形成された未焼成絶縁部を１６層積層（未焼成導体部と未焼成絶縁部とが交互に積層されるように積層した）して未焼成積層体を得た。この際、各導体部は対向する他の未焼成導体部と接続されるようにビアを通じてビアペースト（上記と同じ銅ペースト）により接続した。
その後、得られた未焼成積層体を、露点が６０℃に保持された湿潤窒素雰囲気に満たされた焼成炉内に載置し、１０００℃で２時間加熱して脱脂及び焼成を行い厚さ３ｍｍの３０ｍｍ四方の配線基板を得た。
得られた配線基板は、反りが無い寸法精度の良い配線基板であった。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例５の試験用基板のＸＲＤ測定により得られたチャートである。
【図２】本発明の配線基板の一例の断面を示す模式図である。
【符号の説明】
１；配線基板、１１；絶縁部、１２；導体部。
【図１】
2005047731.tif 000005
【図２】
2005047731.tif 000006