(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体成分及びガラス成分を含む誘電体層が複数積層され、かつ複数積層された前記誘電体層の少なくとも一方の最外層表面に外部導体が形成された多層基板であって、
前記外部導体が、導電体成分及びＺｎＯ系ガラスを含み、
前記最外層に位置する前記誘電体層が、焼成過程においてＺｎに対して安定な誘電体成分及びガラス成分を含み、
Ｘ線回折により観察される、前記最外層に位置する前記誘電体層と前記外部導体との界面が、前記誘電体層に含まれる前記誘電体成分、前記誘電体層に含まれる前記ガラス成分の結晶生成物及び前記外部導体に含まれる前記ＺｎＯ系ガラスのガラス成分の結晶生成物から占められ、
前記誘電体成分は、周期律表ＩＶａ族元素、Ｖａ族元素及びＶＩａ族元素の酸化物の１種又は２種以上であることを特徴とする多層基板。
【請求項２】
誘電体成分及びガラス成分を含む誘電体層が複数積層され、かつ複数積層された前記誘電体層の少なくとも一方の最外層表面に外部導体が形成された多層基板であって、
前記外部導体が、導電体成分及びＺｎＯ系ガラスを含み、
前記最外層に位置する前記誘電体層が、焼成過程においてＺｎに対して安定な誘電体成分及びガラス成分を含み、
Ｘ線回折により観察される、前記最外層に位置する前記誘電体層と前記外部導体との界面が、前記誘電体層に含まれる前記誘電体成分、前記誘電体層に含まれる前記ガラス成分の結晶生成物及び前記外部導体に含まれる前記ＺｎＯ系ガラスのガラス成分の結晶生成物から占められ、
前記誘電体成分は、フォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）であることを特徴とする多層基板。
【請求項３】
前記最外層に位置する前記誘電体層以外の前記誘電体層に含まれる誘電体成分が、Ａｌ２Ｏ３であることを特徴とする請求項１又は２に記載の多層基板。
【請求項４】
隣接する前記誘電体層間に内部導体を備え、
前記内部導体は、導電体成分及びＺｎＯ系ガラスを含み、
前記内部導体に接触する前記誘電体層が、焼成過程においてＺｎに対して安定な誘電体成分及びガラス成分を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の多層基板。
【請求項５】
前記外部導体が、前記導電体成分：９４〜９８ｖｏｌ％、前記ＺｎＯ系ガラス：２〜６ｖｏｌ％であり、
前記最外層に位置する前記誘電体層が、前記誘電体成分：５〜４０ｖｏｌ％、前記ガラス成分：６０〜９５ｖｏｌ％であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の多層基板。
【請求項６】
前記最外層に位置する前記誘電体層の前記誘電体成分が、ＣａＺｒＯ３、ＳｒＺｒＯ３及びＢａＺｒＯ３の１種又は２種以上であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の多層基板。
【請求項７】
前記最外層に位置する前記誘電体層の前記誘電体成分が、ＴｉＯ２及びＺｒＯ２の１種又は２種であることを特徴とする請求項２に記載の多層基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の誘電体層と配線とを含む多層配線基板に好適な多層基板に関し、特に低温焼成が可能であるとともに、当該基板上に外部導体が形成されることによる反り量を低減することのできる多層基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の多層配線基板を構成する誘電体材料として酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）が汎用されていた。しかし、Ａｌ２Ｏ３は焼成温度が１５５０℃と高温であるため、配線を構成する導体と同時に焼成するためには、Ｗ、Ｍｏ等の高融点金属を導体として用いることが必要である。また、Ａｌ２Ｏ３は比誘電率（εｒ）が８〜１０と大きいため、信号処理遅延が危惧される。つまり、Ａｌ２Ｏ３自体を基板材料としたのでは、信号処理の高速化に対応することが困難となる。
【０００３】
そこで低温で焼成するガラスを含む誘電体材料が使用されるようになった。例えば、軟化点７００〜９００℃程度のガラスフリットとＡｌ２Ｏ３フィラーとを混合することにより、１０００℃以下の低温で焼成が可能な材料が使用されるようになった。この場合、低温での焼成が可能なことから、ＷやＭｏに比し、導電率が高いが、融点の低いＡｇやＣｕを導体として用いて誘電体材料と同時焼成したいという要求に応えることも可能になる。この誘電体材料は、比誘電率（εｒ）を５〜７とすることができるため、信号遅延を抑制することができる。この誘電体材料としては、例えば特許文献１（特開平１−１３２１９４号公報）、特許文献２（特開平９−２２１３７５号公報）、特許文献３（特開２００１−２８７４７号公報）が知られている。
【０００４】
特許文献１は、Ａｌ２Ｏ３成分：３０〜５０ｗｔ％及びガラス成分：７０〜５０ｗｔ％とを含み、ガラス成分がＳｉＯ２：４６〜６０ｗｔ％、Ｂ２Ｏ３：０．５〜５ｗｔ％、Ａｌ２Ｏ３：６〜１７．５ｗｔ％及びアルカリ土類金属酸化物：２５〜４５ｗｔ％の組成を有し、アルカリ土類金属酸化物中の少なくとも６０ｗｔ％がＳｒＯである誘電体材料を開示している。
【０００５】
【特許文献１】特開平１−１３２１４９号公報
【特許文献２】特開平９−２２１３７５号公報
【特許文献３】特開２００１−２８４７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、多層配線基板にＩＣチップを搭載する場合、多層配線基板の最外層表面の搭載部分には導体（以下、外部導体）が形成されている。ここで、外部導体には、多層配線基板表面への密着性が要求される。また、外部導体の領域は、ＩＣチップの搭載を確保するために、所定の平坦性が要求される。したがって、外部導体を形成する過程で基板に発生する反り量が小さい必要がある。
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、外部導体の密着性が良好であるとともに、外部導体形成による反り量を小さくすることのできる多層基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者等は上記目的を達成する検討を行った。その結果、ＺｎＯを主成分とするガラス（以下、ＺｎＯ系ガラス）と導電体成分とから構成される導体が多層基板に対する密着性が優れることが判明した。しかし、ＺｎＯ系ガラスと導電体成分とから構成される外部導体を用いた場合には、焼成後に許容し得ない反りが多層基板に発生することが判明した。この原因は現時点で明らかになっていないが、外部導体中のＺｎと誘電体層中のＡｌとが反応して、外部導体と多層基板との界面にＺｎＡｌ２Ｏ４が生成したことに起因していると解される。そこで、Ｚｎと反応しない元素からなる誘電体成分を誘電体層のフィラーとして用いたところ、多層基板の反りを、ＩＣチップ搭載にとって問題ない程度に抑制できることを知見した。この知見に基づく本発明は、誘電体成分及びガラス成分を含む誘電体層が複数積層され、かつ複数積層された誘電体層の少なくとも一方の最外層表面に外部導体が形成された多層基板であって、外部導体が、導電体成分及びＺｎＯ系ガラスを含み、最外層に位置する誘電体層が、焼成過程においてＺｎに対して安定な誘電体成分及びガラス成分を含み、Ｘ線回折により観察される、最外層に位置する誘電体層と外部導体との界面が、誘電体層に含まれる誘電体成分、誘電体層に含まれるガラス成分の結晶生成物及び外部導体に含まれるＺｎＯ系ガラスのガラス成分の結晶生成物から占められることを特徴とする多層基板である。本発明の多層基板において、隣接する誘電体層間に内部導体を備える場合、この内部導体も導電体成分及びＺｎＯ系ガラスを含んでもよく、そうすると、内部導体に接触する誘電体層も、焼成過程においてＺｎに対して安定な誘電体成分及びガラス成分を含むことが好ましい。
【０００８】
本発明の多層基板において、焼成過程においてＺｎに対して安定な誘電体成分は、周期律表ＩＶａ族元素、Ｖａ族元素及びＶＩａ族元素の酸化物の１種又は２種以上であり、又はフォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）である。
【０００９】
本発明の多層基板は、前述のように、最外層に位置する誘電体層を焼成過程においてＺｎに対して安定な誘電体成分及びガラス成分を含むものとするが、他の誘電体層については任意であり、当該他の誘電体層に含まれる誘電体成分としてＡｌ２Ｏ３を用いることができる。この場合、最外層に位置する誘電体層の誘電体成分としては、ＴｉＯ２及びＺｒＯ２の１種又は２種が好ましい。
【００１０】
本発明において、外部導体における導電体成分とＺｎＯ系ガラスの含有量は、導電体成分：９４〜９８ｖｏｌ％、ＺｎＯ系ガラス：２〜６ｖｏｌ％とすることが好ましく、最外層に位置する誘電体層における誘電体成分とガラス成分の含有量は、誘電体成分：５〜４０ｖｏｌ％、ガラス成分：６０〜９５ｖｏｌ％とすることが好ましい。
また、本発明において、最外層に位置する誘電体層の誘電体成分が、ＣａＺｒＯ３、ＳｒＺｒＯ３及びＢａＺｒＯ３の１種又は２種以上であることが、反り量の低減にとっては好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、外部導体の密着性が良好であるとともに、外部導体形成による反り量を低減することができる多層基板を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
＜配線基板構成＞
本発明による多層配線基板の一構成例を図１に示す。
図１に示される多層配線基板１０は、積層された複数の誘電体層１１〜１７を有している。
最外層に位置する誘電体層１１の表面には、外部導体３１、３２、３３が形成されている。この外部導体３１、３２、３３の表面に、ＩＣチップを搭載することができる。
誘電体層１２と誘電体層１３との間、誘電体層１３と誘電体層１４との間には、それぞれ内部導体１１３及び１２３が設けられ、各内部導体１１３及び１２３は、各々スルーホール電極２１及び２３を介して外部導体３１及び３３と電気的に接続されている。
誘電体層１７の表面には端子電極４１及び４２が形成されており、この端子電極４１及び４２は、各々スルーホール電極２２及び２４を介して外部導体３１及び３３と電気的に接続されている。
【００１３】
外部導体３１、３２、３３には、Ｃｕ又はＡｇを用いることが好ましく、特に酸素含有雰囲気、例えば大気中で焼成する場合Ａｇを用いることが好ましい。また、内部導体１１３、１２３及びスルーホール電極２１、２２、２３、２４には、導電性が良いこと等を優先させる点からＡｇ又はＣｕを主体とする導体を用いることが好ましく、特に、酸素含有雰囲気、例えば大気中で焼成する場合にはＡｇを用いることが好ましい。
【００１４】
本発明において、誘電体層１１〜１７は、誘電体成分及びガラス成分を含む。特に、外部導体３１、３２、３３がその表面に形成される誘電体層１１は、後述する外部導体３１、３２、３３に含まれるガラス成分中のＺｎと焼成過程で安定、つまり焼成過程でＺｎと反応し化合物を生成しない誘電体成分を用いる。誘電体成分としてアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を用いると、前述したように、反りが顕著に発生する。そこで本発明では、反り量の低減のために、Ｚｎと焼成過程で安定な誘電体成分を用いることとした。なお、図１では外部導体３１、３２、３３を形成する誘電体層１１の全領域を焼成過程でＺｎと反応し化合物を生成しない誘電体成分で構成する例を示しているが、例えば図４に示すように、外部導体３１、３２、３３に対応する領域のみを、Ｚｎと焼成過程で安定な誘電体成分を用いるものとすることもできる。
【００１５】
誘電体成分の具体例としては、周期律表ＩＶａ族元素、Ｖａ族元素及びＶＩａ族元素の酸化物の１種又は２種以上を用いることができる。ここで、周期律表ＩＶａ族元素とはＴｉ、Ｚｒ及びＨｆである。また、周期律表Ｖａ族元素とはＶ、Ｎｂ及びＴａである。さらに、周期律表ＶＩａ族元素とはＣｒ、Ｍｏ及びＷである。本発明の誘電体成分としてこれらの酸化物を用いることができるが、この酸化物は他の元素との複合酸化物の形態であってもよい。たとえば、ＺｒＳｉＯ４、ＣａＺｒＯ３、ＳｒＺｒＯ３及びＢａＺｒＯ３である。
【００１６】
誘電体成分としては、フォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）を用いることも好ましい。フォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）は、反り量の低減に効果があるとともに、比誘電率εｒが低い（６程度）という利点がある。上述した周期律表ＩＶａ族元素、Ｖａ族元素及びＶＩａ族元素の酸化物とフォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）を複合して用いることもできる。
【００１７】
誘電体層１２〜１７の誘電体成分は、誘電体層１１と同様の誘電体成分を用いてもよいし、異なる誘電体成分を用いることができる。この点については後述する。
【００１８】
誘電体層１１〜１７は、誘電体成分：５〜４０ｖｏｌ％及びガラス成分：６０〜９５ｖｏｌ％とを含むことが好ましい。ここで、誘電体層１１〜１７を構成する誘電体成分が５ｖｏｌ％未満、すなわちガラス成分が９５ｖｏｌ％を超えると焼成可能な温度範囲が著しく狭くなる。また、誘電体成分が４０ｖｏｌ％を超える、つまりガラス成分が６０ｖｏｌ％未満になると、１０００℃以下の焼成温度で緻密な焼成体が得られなくなる。誘電体層１１〜１７を構成する誘電体成分は５〜３０ｖｏｌ％とするのがさらに好ましく、５〜２０ｖｏｌ％とするのがより好ましい。
【００１９】
誘電体層１１〜１７を構成するガラス成分は、特に限定されず、ホウケイ酸ガラス、鉛ホウケイ酸ガラス、ホウケイ酸バリウムガラス、ホウケイ酸ストロンチウムガラス、ホウケイ酸亜鉛ガラス、ホウケイ酸カリウムガラス等を用いることができる。この中ではホウケイ酸ストロンチウムガラスが好ましい。このホウケイ酸ストロンチウムガラスとしては、ＳｉＯ２：４６〜６０ｗｔ％、Ｂ２Ｏ３：０．５〜５ｗｔ％、Ａｌ２Ｏ３：６〜１７．５ｗｔ％及び周期律表ＩＩａ族酸化物：２５〜４５ｗｔ％の組成を有することが好ましい。
ＳｉＯ２が４６ｗｔ％未満ではガラス化が困難になり、６０ｗｔ％を超えると融点が高くなりすぎて低温焼成ができなくなる。ＳｉＯ２は４７〜５５ｗｔ％とすることが好ましい。
Ｂ２Ｏ３が０．５ｗｔ％未満ではガラス化温度が若干高くなるとともに焼成温度が高くなりすぎて好ましくない。また、Ｂ２Ｏ３が５ｗｔ％を超えると焼成後の耐湿性の低下を招く。Ｂ２Ｏ３は１〜４ｗｔ％とすることが好ましい。
Ａｌ２Ｏ３が６ｗｔ％未満ではガラス成分の強度が低下し、１７．５ｗｔ％を超えるとガラス化が困難になる。Ａｌ２Ｏ３が７〜１６．５ｗｔ％とすることが好ましい。
【００２０】
ガラス成分中の周期律表ＩＩａ族酸化物としては、ＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ及びＲａＯを含むが、その合計量の６０ｗｔ％、好ましくは８０ｗｔ％以上をＳｒＯとすることが好ましい。Ｓｒの量が６０ｗｔ％未満では、誘電体成分との熱膨張係数の差を抑制することによる磁器の高強度化を図ることが困難になる。また、他の周期律表ＩＩａ族酸化物としては、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＢａＯを用いることが好ましく、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＢａＯは、合計で１ｗｔ％以上にするのが好ましく、ＭｇＯ及びＣａＯを各々０．２ｗｔ％以上、特に０．５ｗｔ％以上とするのが好ましく、ＭｇＯとＣａＯの合計で１０ｗｔ％以下、さらにＣａＯは５ｗｔ％以下とするのが好ましい。また、ＢａＯは５ｗｔ％以下にするのが好ましい。５ｗｔ％を超えると誘電率が高くなりすぎるためである。
なお、上記ホウケイ酸ストロンチウムガラスが以上の組成を採用する根拠は、特許文献１の参考例１〜３に開示されている通りである。
【００２１】
次に、本実施の形態において、外部導体３１、３２、３３は、導電体成分及びガラス成分から構成される。
導電体成分としては、公知の金属材料を用いることができるが、前述したようにＡｇを用いることが好ましい。
外部導体３１、３２、３３に用いるガラス成分として、ＺｎＯを主成分とするガラスを用いる。ＺｎＯを主成分とするガラスを含む外部導体３１、３２、３３は、誘電体層１１に対する密着性が高い。そこで、本実施の形態ではＺｎＯを主成分とするガラスを含む外部導体３１、３２、３３を用いる。ＺｎＯを主成分とするガラスは、ＺｎＯを６０〜７５ｗｔ％含むことが好ましい。ＺｎＯが６０ｗｔ％未満ではガラスの軟化点が上がってしまうからであり、また７５ｗｔ％を超えるとガラス化しないからである。
【００２２】
ＺｎＯを主成分とするガラスは、ＺｎＯ以外には、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、アルカリ金属酸化物、周期律表ＩＩａ族酸化物の少なくとも１種を２５〜４０ｗｔ％含むことが好ましい。アルカリ金属酸化物としては、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｒｂ２Ｏ、Ｃｓ２Ｏ及びＦｒ２Ｏを含むが、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋを用いることが好ましい。また、周期律表ＩＩａ族酸化物としては、ＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ及びＲａＯを含むが、ＢａＯ、ＣａＯ、ＳｒＯを用いることが好ましい。ＺｎＯ以外の組成物として、ＳｉＯ２：５〜２０ｗｔ％、Ａｌ２Ｏ３：０〜２０ｗｔ％（０を含まず）、アルカリ金属酸化物：０〜１０ｗｔ％（０を含まず）、周期律表ＩＩａ族酸化物：０〜２０ｗｔ％（０を含まず）とすることが好ましい。
【００２３】
外部導体３１、３２、３３におけるガラス成分の量は２〜６ｖｏｌ％、つまり導電体成分の量を９４〜９８ｖｏｌ％とすることが好ましい。ガラス成分が２ｖｏｌ％未満では誘電体と導体の結合が弱くなるからであり、６ｖｏｌ％を超えると導体の抵抗率が上がるからである。なお、内部導体１１３、１２３、スルーホール電極２１、２２、２３、２４も外部導体３１、３２、３３と同様の導電体成分及びガラス成分から構成することができる。
【００２４】
多層配線基板１０は、厚膜法により製造することができる。厚膜法では、誘電体層用ペーストを用意する。誘電体層用ペーストは、誘電体成分粒子とガラス成分粒子とからなる誘電体層材料にビヒクルを加えて調製される。
【００２５】
誘電体成分粒子の平均粒径に特に制限はないが、０．５〜３μｍ程度とすることが好ましい。０．５μｍ未満ではシート形成が困難となり、３μｍを超えると誘電体層の強度が不足する傾向にある。ガラス成分粒子の平均粒径には特に制限はないが、成形性等を考慮して、通常、１〜２．５μｍ程度のものを用いるのが好ましい。
【００２６】
ペースト調製に用いるビヒクルとしては、エチルセルロース、ポリビニルブチラール、メタクリル樹脂、ブチルメタアクリレート等のバインダ、テルピネオール、ブチルカルビトール、ブチルカルビ トールアセテート、アセテート、トルエン、アルコール、キシレン等の溶剤、その他各種分散剤、活性剤、可塑剤等が含まれるものであり、これらのうち任意のものが目的に応じて適宜選択される。ビヒクルの添加量は、誘電体成分粒子及びガラス成分粒子の合計量１００重量部に対し、６５〜８５重量部程度とすることが好ましい。
【００２７】
また、外部導体用ペースト、内部導体用ペースト、スルーホール電極用ペーストを用意する。これらのペーストは、導電体成分粒子とガラス成分粒子とからなる導電体組成物にビヒクルを加えて調製される。ビヒクルについては、誘電体層用ペーストと同様とすればよい。
【００２８】
次いで、誘電体層となるグリーンシートを作製する。この場合、前述したペーストを用い、例えばドクターブレード法により所定枚数作製する。
【００２９】
次いで、グリーンシート上にパンチングマシーンや金型プレスやレーザーを用いてスルーホールを形成し、その後、内部導体用ペーストを各グリーンシート上に、例えばスクリーン印刷法により印刷し、所定のパターンの内部導体前駆体を形成するとともにスルーホール内にスルーホール電極前駆体を充填する。また、外部導体用ペーストをスクリーン印刷法等により印刷して、外部導体前駆体を形成する。
次いで、各グリーンシートを重ね合せ、熱プレス（約４０〜１２０℃、５０〜１０００ｋｇｆ／ｃｍ２) を加えてグリーンシートの積層体とし、必要に応じて脱バインダ処理、切断用溝の形成等を行なう。
【００３０】
以上では誘電体層１１の誘電体成分を焼成過程においてＺｎに対して安定なもの（以下、本発明の誘電体成分ということがある）として説明したが、他の誘電体層１２〜１７の誘電体成分については以下説明するようにいくつかの形態が存在する。なお、図１は誘電体層１１のみが本発明の誘電体成分を含む場合を示し、図１において本発明の誘電体成分が使用されていることを網掛けで示している。以下も同様である。
【００３１】
図１において、誘電体層１２〜１７は、本発明の誘電体成分以外の誘電体成分を用いることができる。例えば、誘電体層１１の誘電体成分としてＴｉＯ２を用いた場合は、誘電体層１２〜１７の誘電体成分としてＡｌ２Ｏ３を用いることができる。ＴｉＯ２は比誘電率εｒが１００程度であるので、多層配線基板１０全体の比誘電率εｒを低くしたいときには、比誘電率εｒが１０程度のＡｌ２Ｏ３を誘電体層１２〜１７の誘電体成分として用いることが有効である。比誘電率εｒの観点からすれば、誘電体層１２〜１７の誘電体成分として、ＴｉＯ２以外の本発明の誘電体成分、例えば比誘電率εｒが１０程度のＺｒＯ２、同様に６程度のフォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）を用いることができる。
【００３２】
図２は、誘電体層１１及び１７に本発明の誘電体成分を用いた形態を示している。誘電体層１７に本発明の誘電体成分を用いる意義を２つ見出すことができる。
１つは、誘電体層１７の表面に端子電極４１、４２が形成されており、この端子電極４１、４２が導電成分及びＺｎＯ系ガラスを含む場合には、誘電体層１１と同様に、端子電極４１、４２の密着性確保及び反り量の低減の意義がある。この場合、誘電体層１１及び１７は、互いに異なる本発明の誘電体成分を用いることができる。例えば、誘電体層１１の誘電体成分にＴｉＯ２を用い、誘電体層１７の誘電体成分にフォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）を用いることができる。
【００３３】
他の１つは、誘電体層１１〜１７の積層方向の線膨張係数αを対称とする意義である。例えば、誘電体層１１の誘電体成分をＴｉＯ２とし、他の誘電体層１２〜１７の誘電体成分をＡｌ２Ｏ３とすると、積層方向の線膨張係数αが非対称となる。この場合、焼成時における誘電体層１１と他の誘電体層１２〜１７の平面方向における収縮量の差により反りが生ずる虞がある。これに対して、誘電体層１１及び１７の誘電体成分をＴｉＯ２とし、他の誘電体層１２〜１６の誘電体成分をＡｌ２Ｏ３とすると、積層方向の線膨張係数αは対称となる。このように積層方向の線膨張係数αが対称だと、誘電体層１２〜１６の表裏両面に誘電体層１１及び１７が存在するために、平面方向における収縮量の差が相殺され、焼成時の反りを抑制する上で効果的である。この場合、誘電体層１１及び１７には、同一の本発明の誘電体成分を用いることが好ましい。例えば、誘電体層１１の誘電体成分にＴｉＯ２を用いた場合、誘電体層１７の誘電体成分にもＴｉＯ２を用いることが好ましい。
【００３４】
図３は、誘電体層１１〜１４に本発明の誘電体成分を用いた形態を示している。この形態は、内部導体１１３、１２３が、導電体成分及びＺｎＯ系ガラスを含む場合に有効である。つまり、隣接する誘電体層１２及び１３の間に内部導体１１３が、また隣接する誘電体層１３及び１４の間に内部導体１２３が配置されさており、内部導体１１３と接触する誘電体層１２及び１３、内部導体１２３と誘電体層１３及び１４の反り発生を抑制することができる。
【００３５】
以上の通りであり、本実施の形態においては導電体成分とＺｎＯを主成分とするガラスとから構成される導電体層による誘電体層の反り量を低減するためには、当該導電体層と接触する部位に配置される誘電体層に、焼成過程においてＺｎに対して安定な誘電体成分を用いることが必要であり、配置される具体的部位は、導電体成分とＺｎＯを主成分とするガラスとから構成される層によって適宜定められる。
【実施例１】
【００３６】
以下の要領で誘電体層用ペースト及び外部導体用ペーストを作製した。
誘電体層用ペーストは、誘電体組成物とビヒクルによって構成される。誘電体組成物は、表１に示される化合物及び量の誘電体成分（平均粒径１〜２μｍ）と、残部のガラス成分とから構成される。ガラス成分は以下の組成を有する平均粒径１〜２μｍのガラス粒子である。
以上の誘電体組成物１００重量部に対して、バインダとしてのブチルメタアクリレート、溶剤としてのトルエン、エタノールを９２重量部添加してボールミルで１６時間混合して誘電体層用ペーストを作製した。
【００３７】
誘電体組成物のガラス組成
ＳｉＯ２：５２．５ｗｔ％、Ｂ２Ｏ３：３．５ｗｔ％、Ａｌ２Ｏ３：１１．５ｗｔ％、
ＭｇＯ：２．０ｗｔ％、ＣａＯ：３．０ｗｔ、ＳｒＯ：２７．５ｗｔ％
【００３８】
外部導体用ペーストは、外部導体組成物とビヒクルによって構成される。外部導体組成物は、平均粒径２μｍのＡｇ粒子と、残部のガラス成分とから構成される。外部導体組成物において、Ａｇ粒子は９６ｖｏｌ％、ガラス成分は４ｖｏｌ％である。また、ガラス成分は以下の組成を有する平均粒径１μｍのガラス粒子である。
以上の外部導体組成物のガラス成分１００重量部に対して、バインダとしてのエチルセルロース、溶剤としてのテルピネオールを２０重量部添加してボールミルで１６時間混合して外部導体用ペーストを作製した。
【００３９】
外部導体組成物のガラス組成
ＺｎＯ：６５．０ｗｔ％、ＳｉＯ２：１５．０ｗｔ％、Ａｌ２Ｏ３：５．０ｗｔ％、
ＣａＯ：１０．０ｗｔ、Ｎａ２Ｏ：５．０ｗｔ％
【００４０】
誘電体層用ペーストを用い、ドクターブレード法により厚さ６５μｍのグリーンシートを作製し、このグリーンシートを積層した後に、最表面のグリーンシート上に外部導体用ペーストをスクリーン印刷法により印刷した。この積層体を熱プレスした後に、脱脂し、ついで大気中で９００℃、３０分間焼成した。得られた多層基板の寸法は１３ｍｍ×１３ｍｍ×１ｍｍであり、外部導体の寸法は５．３ｍｍ×５．３ｍｍである。焼成後、多層基板Ｌの外部導体Ｃが形成された面の反りを、図２０に示す線に沿って測定した。なお、触針式の表面粗さ計を用いて図２０の線に沿って粗さを測定し、得られた高低差をもって反り量とした。
【００４１】
反りの測定結果を表１、図５及び図６に示す。表１、図５及び図６に示すように、誘電体成分としてＡｌ２Ｏ３を用いると１３０μｍを超える反りが発生しているのに対して、誘電体成分としてＴｉＯ２、ＺｒＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＳｉＯ４、ＣａＺｒＯ３、ＳｒＺｒＯ３及びＢａＺｒＯ３を用いると、５〜４０ｖｏｌ％の範囲で反りを５０μｍ以下に抑制できる。これら誘電体成分の中で、ＣａＺｒＯ３、ＳｒＺｒＯ３及びＢａＺｒＯ３が反り量の低減にとって有利である。
なお、外部導体の密着強度を、以下の条件によるＰＣＴ（プレッシャークッカー試験）により判断したところ、ＰＣＴ後も外部導体が強固に密着していることが確認された。一方で、外部導体のガラス成分をＳｉ−Ｎａ−Ａｌ−Ｚｒ−Ｏガラスとしたところ、同様のＰＣＴで外部導体の剥離が観察された。
ＰＣＴ条件
温度：１２１℃
湿度：９６％ＲＨ（相対湿度）
圧力：２ａｔｍ
保持時間：６０時間
【００４２】
【表１】
0004404216.tif 000002
【００４３】
得られた多層基板について、比誘電率εｒを測定した。その結果を表２、図７及び図８に示す。表２、図７及び図８に示すように、多層配線基板としての信号遅延を抑制するためには比誘電率が低いことが望まれるが、その場合にはＺｒＳｉＯ４、ＣａＺｒＯ３、ＳｒＺｒＯ３及びＢａＺｒＯ３の１種又は２種以上を用いることが有利である。
【００４４】
【表２】
0004404216.tif 000003
【００４５】
得られた多層基板について線膨張係数α（ｐｐｍ／Ｋ）を測定した。その結果を表３、図９及び図１０に示す。表３、図９及び図１０に示すように、誘電体成分としてのＴｉＯ２、ＺｒＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＳｉＯ４、ＣａＺｒＯ３、ＳｒＺｒＯ３及びＢａＺｒＯ３の量が増加すると線膨張係数αが大きくなるものと小さくなるものがある。
【００４６】
ここで、誘電体層１１〜１７の各層が同一誘電体成分を含む場合には線膨張係数αが問題視されることはない。しかるに、誘電体層１１〜１７の中で異なる誘電体成分を含む場合であっても、各誘電体層１１〜１７の線膨張係数αが一致又は近似していることが好ましい。焼成時あるいは多層配線基板使用時の昇温・降温において各誘電体層１１〜１７に発生する伸縮量が大きく相違すると、各層間に生じる歪が無視できなくなるからである。例えば、誘電体層１２〜１６が誘電体成分としてＡｌ２Ｏ３を含む場合には、図９及び図１０より、誘電体層１１及び１７の誘電体成分としてＴｉＯ２又はＺｒＯ２を用いることが好ましい。特に、誘電体成分としてＴｉＯ２を用いる場合には含有量を５〜２０ｖｏｌ％とし、ＺｒＯ２を用いる場合には含有量を２０〜３０ｖｏｌ％とすることにより、誘電体層１１及び１７の線膨張係数αを誘電体層１２〜１６の線膨張係数長αに一致又は近似させることができる。
【００４７】
【表３】
0004404216.tif 000004
【００４８】
誘電体成分としてのＴｉＯ２及びＺｒＯ２を用いて作製された多層基板について品質係数Ｑを求めた。その結果を表４及び図１１に示す。表４及び図１１に示すように、誘電体成分としてのＴｉＯ２及びＺｒＯ２の量が増加すると品質係数Ｑが向上することがわかる。
【００４９】
【表４】
0004404216.tif 000005
【００５０】
次に、誘電体層と外部導体との界面に存在する結晶相をＸＲＤ（X-ray diffraction）により観察した結果を図２１に示す。なお、観察したのは、誘電体成分としてＴｉＯ２を１５ｖｏｌ％含む誘電体層と外部導体の界面、及び誘電体成分としてＡｌ２Ｏ３を３０ｖｏｌ％含む誘電体層と外部導体の界面である。
【００５１】
図２１より、誘電体成分としてＴｉＯ２を含む誘電体層と外部導体の界面には、ＴｉＯ２、Ｚｎ２ＳｉＯ４及びＳｒＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８が確認された。このＴｉＯ２は誘電体成分に基づくものである。Ｚｎ２ＳｉＯ４は外部導体に含まれるガラス成分の結晶化に基づき、ＳｒＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８は誘電体層に含まれるガラス成分の結晶化に基づくものである。
また図２１より、誘電体成分としてＡｌ２Ｏ３を含む誘電体層と外部導体の界面には、Ａｌ２Ｏ３、Ｚｎ２ＳｉＯ４及びＳｒＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８が確認された。さらに、誘電体成分としてＡｌ２Ｏ３を含む誘電体層と外部導体の界面には、ＺｎＡｌ２Ｏ４が確認された。ＺｎＡｌ２Ｏ４は、誘電体層の誘電体成分に含まれるＡｌと外部導体のガラス成分に含まれるＺｎとが反応して生成されたものである。
【００５２】
以上のＸＲＤの結果より、ＺｎＡｌ２Ｏ４の生成が反り量を大きくする要因になっているものと解され、誘電体層と外部導体の界面が、誘電体層に含まれる誘電体成分、誘電体層に含まれるガラス成分の結晶生成物及び外部導体に含まれるガラス成分の結晶生成物から占められていれば、反り量を低減できることを示唆している。この界面には、誘電体層の誘電体成分と外部導体のガラス成分との反応生成物を含まない。
【実施例２】
【００５３】
誘電体成分をフォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）とした以外は実施例１と同様にして多層基板を作製した。得られた多層基板について、実施例１と同様にして反り、比誘電率εｒ、線膨張係数α及び品質係数Ｑを求めた。その結果を表５、図１２〜図１５に示す。
【００５４】
表５、図１２及び図１３より、フォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）を誘電体成分として用いると、反り量を３０μｍ以下にすることができるとともに、比誘電率εｒを６〜７の範囲にすることができる。また、フォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）を誘電体成分として用いた場合、表５及び図１４より、その含有量を５〜１５ｖｏｌ％とすることにより、誘電体成分としてＡｌ２Ｏ３を用いた場合と一致又は近似する線膨張係数αとすることができる。
【００５５】
【表５】
0004404216.tif 000006
【実施例３】
【００５６】
誘電体成分をＺｒＳｉＯ４及びフォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）とした以外は実施例１と同様にして多層基板を作製した。得られた多層基板について、実施例１と同様にして反り、比誘電率εｒ、線膨張係数α及び品質係数Ｑを求めた。その結果を表６、図１６〜図１９に示す。
【００５７】
誘電体成分をＺｒＳｉＯ４及びフォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）を混合して用いた場合であっても、反り量を３０μｍ以下に抑制することができるとともに、比誘電率εｒを７〜８の範囲に設定することができる。また、線膨張係数αも、ＺｒＳｉＯ４及びフォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）各々の含有量を調整することにより、誘電体成分としてＡｌ２Ｏ３を用いた場合と一致又は近似させることができる。
なお、ここではＺｒＳｉＯ４及びフォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）の組合せについて示したが、実施例１、実施例２で示した各種誘電体成分を任意に組合わせることが可能なことは、本実施例により容易に類推することができる。
【００５８】
【表６】
0004404216.tif 000007
【実施例４】
【００５９】
最外層（表裏両面）に配置される誘電体層の誘電体成分、最外層に挟まれる誘電体層（内層）の誘電体成分を表７に示したものとする以外は実施例１の誘電体層用ペースト、外部導体用ペーストを用いて実施例１に従って図２に示す形態の多層基板を作製した。なお、内部導体、端子電極は外部導体用ペーストを用いて形成した。得られた多層基板について、実施例１と同様に反り量を求めた。その結果を表７に示す。いずれも反り量を４０μｍ以下にすることができた。
【００６０】
【表７】
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【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の多層配線基板の一構成例を示す断面図である。
【図２】本発明の多層配線基板の一構成例を示す断面図である。
【図３】本発明の多層配線基板の一構成例を示す断面図である。
【図４】本発明の多層配線基板の一構成例を示す断面図である。
【図５】実施例１における反り量の測定結果を示すグラフである。
【図６】実施例１における反り量の測定結果を示すグラフである。
【図７】実施例１における比誘電率の測定結果を示すグラフである。
【図８】実施例１における比誘電率の測定結果を示すグラフである。
【図９】実施例１における線膨張係数の測定結果を示すグラフである。
【図１０】実施例１における線膨張係数の測定結果を示すグラフである。
【図１１】実施例１における品質係数Ｑの測定結果を示すグラフである。
【図１２】実施例２における反り量の測定位置を示すグラフである。
【図１３】実施例２における比誘電率の測定結果を示すグラフである。
【図１４】実施例２における線膨張係数の測定結果を示すグラフである。
【図１５】実施例２における品質係数Ｑの測定結果を示すグラフである。
【図１６】実施例３における反り量の測定位置を示すグラフである。
【図１７】実施例３における比誘電率の測定結果を示すグラフである。
【図１８】実施例３における線膨張係数の測定結果を示すグラフである。
【図１９】実施例３における品質係数Ｑの測定結果を示すグラフである。
【図２０】実施例における反り量の測定位置を示す図である。
【図２１】誘電体層と外部導体との界面に存在する結晶相をＸＲＤ（X-ray diffraction）により観察した結果を示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１０…多層配線基板
１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７…誘電体層
２１、２２、２３、２４…スルーホール電極
３１、３２、３３…外部導体
４１、４２…端子電極
１１３、１２３…内部導体
【図１】
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【図２】
0004404216.tif 000010
【図３】
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【図４】
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【図５】
0004404216.tif 000013
【図６】
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【図７】
0004404216.tif 000015
【図８】
0004404216.tif 000016
【図９】
0004404216.tif 000017
【図１０】
0004404216.tif 000018
【図１１】
0004404216.tif 000019
【図１２】
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【図１３】
0004404216.tif 000021
【図１４】
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【図１５】
0004404216.tif 000023
【図１６】
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【図１７】
0004404216.tif 000025
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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