(57)【要約】【課題】  セラミック基板を得るためのセラミック組成物であって、比較的低温での焼成を可能とするため、ガラス成分を含むが、良好な焼結性を維持しながらも、セラミック基板の耐酸性を高めることができるものを提供する。【解決手段】  ２８〜５０重量％のＳｉＯ2 、３６〜５５重量％のＭＯ（ＭＯは、ＣａＯおよびＭｇＯの少なくとも一方）、０〜２０重量％のＡｌ2 Ｏ3 、および５〜１７．５重量％のＢ2 Ｏ3 からなるホウケイ酸系ガラス粉末と、ＺｒＯ2 を１重量％以上含むセラミック粉末とを混合したものであり、ホウケイ酸系ガラス粉末を４０〜８０重量％、およびセラミック粉末を６０〜２０重量％それぞれ含有する、セラミック組成物。セラミック基板１は、上記セラミック組成物を成形し焼成して得られたセラミック焼結体からなるセラミック層３を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２８〜５０重量％のＳｉＯ2 、３６〜５５重量％のＭＯ（ただし、ＭＯは、ＣａＯおよびＭｇＯの少なくとも一方）、０〜２０重量％のＡｌ2 Ｏ3 、および５〜１７．５重量％のＢ2 Ｏ3 からなるホウケイ酸系ガラス粉末と、
ＺｒＯ2 を１重量％以上含むセラミック粉末と
を混合したものであり、
前記ホウケイ酸系ガラス粉末を４０〜８０重量％、および前記セラミック粉末を６０〜２０重量％それぞれ含有する、
セラミック組成物。
【請求項２】
前記セラミック粉末は、ＺｒＯ2 以外にＡｌ2 Ｏ3 のみを含む、請求項１に記載のセラミック組成物。
【請求項３】
請求項１または２に記載のセラミック組成物を成形し焼成して得られたセラミック焼結体を備える、セラミック基板。
【請求項４】
第１および第２のセラミック層をもって構成される積層構造を有し、
前記積層構造において、前記第１のセラミック層が、少なくとも最外層を形成するように位置し、
前記第１のセラミック層は、請求項１または２に記載のセラミック組成物を成形し焼成して得られたセラミック焼結体からなり、
前記第２のセラミック層は、前記第１のセラミック層より高い熱伝導率を有する、
セラミック基板。
【請求項５】
前記第２のセラミック層はＺｒＯ2 を含まない、請求項４に記載のセラミック基板。
【請求項６】
外表面上に形成される外部導体膜をさらに備え、前記外部導体膜には湿式めっきが施される、請求項３ないし５のいずれかに記載のセラミック基板。
【請求項７】
請求項３ないし６のいずれかに記載のセラミック基板を備える、電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、セラミック組成物、このセラミック組成物をもって構成されるセラミック基板、およびこのセラミック基板を備える電子部品に関するもので、特に、セラミック基板の耐酸性を高めるための技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
セラミック基板として、たとえば、複数のセラミック層をもって構成される積層構造を有しているものがある。このような積層構造を有するセラミック基板は、多くの場合、配線導体として、セラミック基板の内部に形成される内部導体膜およびビアホール導体、ならびにセラミック基板の外表面上に形成される外部導体膜を備えている。
【０００３】
電子機器の高周波化および高速化を進めるためには、配線導体を構成する導電材料として、たとえば、Ａｕ、Ａｇ、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｔ、Ｃｕなどのような低抵抗金属が用いられることが好ましい。しかしながら、上述したような低抵抗金属は、一般に、融点が比較的低いため、これを、前述した内部導体膜やビアホール導体のための導電材料として用いる場合、セラミック基板を得るための焼成温度が問題となってくる。
【０００４】
そこで、たとえば１０００℃以下というような比較的低温での焼成によって得ることができる、セラミック基板が提案されている。このような低温焼成可能なセラミック基板は、一般には、ガラス粉末とセラミック粉末とを含むセラミック組成物を成形し焼成して得られたものであって、ガラスをマトリクスとし、そこにセラミック粉末をフィラーとして含む、セラミック焼結体を備えている。
【０００５】
従来、上記のような低温焼成可能なセラミック基板のための材料に関して、次のようなものが提案されている。
【０００６】
特開２０００−３５１６６８号公報（特許文献１）では、ホウケイ酸系ガラスをマトリクスとして、そこにアルミナフィラーを含有するセラミック焼結体を備える、低温焼成可能なセラミック基板が記載されている。ここで、ガラス組成を、５〜１７．５重量％のＢ2 Ｏ3 、２８〜４０重量％のＳｉＯ2 、０〜２０重量％のＡｌ2 Ｏ3 、および３６〜５０重量％のＭＯ（ただし、ＭＯは、ＣａＯ、ＭｇＯおよびＢａＯから選ばれた少なくとも１種）を含むように選びながら、ガラス／アルミナフィラーの重量比を４０〜４９／６０〜５１に調整することによって、低温焼成可能であって、高強度かつ低誘電損失のセラミック基板が得られるとしている。
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に記載のセラミック基板では、低温焼成可能とすべく、ガラスの軟化・流動化を促進するため、ガラス網目修飾酸化物であるＣａＯなどのＭＯを、ガラス中に３６〜５０重量％というように比較的多く含有させている。このように、ＭＯの量が多いと、たとえば湿式めっきにおけるめっき液のような酸性液にさらされた場合、このＣａＯなどのＭＯが酸性液に溶け出しやすいという問題がある。他方、ＭＯの量が少ないと、配線導体にＡｇが含まれている場合、焼成工程において、Ａｇがガラス中に拡散しやすくなり、配線導体とセラミック焼結体との収縮挙動の差が大きくなる。
【０００８】
次に、特開平６−２１１５７１号公報（特許文献２）では、ホウケイ酸系ガラスをマトリクスとして、そこにジルコニア系フィラーを含有するセラミック焼結体を備える、低温焼成可能なセラミック基板が記載されている。ここで、ガラス組成を、７５〜８５重量％のＳｉＯ2 、１５〜２０重量％のＢ2 Ｏ3 、および０．１〜５重量％のＡｌ2 Ｏ3 が含有するように選びながら、ガラス／ジルコニア系フィラーの重量比を７５〜４５／２５〜５５に調整することによって、低温焼成可能であって、高強度かつ低誘電率のセラミック基板が得られるとしている。
【０００９】
しかしながら、上記特許文献２に記載のセラミック基板では、ガラス中のＳｉＯ2 量が比較的多いため、ガラスおよびフィラーの粉体特性、成形体の製造条件ならびに焼成条件を高度に制御しないと、焼結不良となりやすい。
【００１０】
次に、特開平１１−４３３６９号公報（特許文献３）では、ガラスとフィラーとからなるセラミック焼結体を備える、低温焼成可能なセラミック基板が記載され、ガラスは、ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、アルカリ土類金属、ＺｎＯおよびＢ2 Ｏ3 を含み、フィラーは、ＣａＯおよびＺｒＯ2 、あるいはそれらの化合物からなり、出発原料組成にガラスを４５〜８０重量％含み、フィラーを５〜３０重量％含むように調整することによって、高強度かつ高誘電率のセラミック基板が得られるとしている。
【００１１】
しかしながら、特許文献３に記載されたセラミック基板では、ガラスにＺｎＯを含んでいるため、このＺｎＯが一般にめっき液に溶出しやすく、めっき液を劣化させてしまうという問題を有している。
【００１２】
次に、特開２０００−２２３６１９号公報（特許文献４）では、ガラスとフィラーとからなるセラミック焼結体を備える、低温焼成可能なセラミック基板が記載され、ガラスは、ＢａＯを５〜６０重量％含み、フィラーは、４０〜４００℃の熱膨張係数が６ｐｐｍ／Ｋ以上の金属酸化物粒子を含み、ガラスおよび／またはフィラーにＺｒ化合物をＺｒＯ2 換算で１〜３０重量％含むことによって、４０〜４００℃の熱膨張係数が８．５〜１８ｐｐｍ／Ｋのセラミック基板が得られるとしている。
【００１３】
次に、特開２００１−１９６５０３号公報（特許文献５）では、ガラスとフィラーとからなるセラミック焼結体を備える、低温焼成可能なセラミック基板が記載され、ガラスは、１５〜６０重量％のＢａＯ、１〜６重量％のＡｌ2 Ｏ3 、および２５〜６０重量％のＳｉＯ2 を含み、フィラーは、４０〜４００℃の熱膨張係数が６ｐｐｍ／Ｋ以上の金属酸化物粒子を含み、ガラスおよび／またはフィラーにＺｒ化合物をＺｒＯ2 換算で１〜３０重量％含み、クリストバライトを含有しないことによって、４０〜４００℃の熱膨張係数が８．５〜１８ｐｐｍ／Ｋであって、４０〜４００℃の範囲で変曲点が存在しないセラミック基板が得られるとしている。
【００１４】
しかしながら、上記特許文献４および５の各々に記載のセラミック基板では、ガラスにＢａＯを含んでいるため、セラミック基板の重量が大きくなり、このことが結果としてコストアップを招くという問題を有している。
【００１５】
次に、国際公開第９７／１１９１９号パンフレット（特許文献６）では、無アルカリガラス基板が記載され、ＺｒＯ2 がガラスの構成物質として含まれることによって、基板の耐酸性が向上するとされている。これは、ガラスに含まれるＺｒＯ2 が広いｐＨ範囲で難溶性の水和物を作り安定に存在するため、その部分がバリヤとなり、ガラス成分のさらなる溶解が抑制されることによって、耐酸性が向上するものと考えられている。
【００１６】
しかしながら、上記特許文献６に記載の基板では、ガラスのうちのＺｒＯ2 が存在する部分はバリヤとなるが、ＺｒＯ2 の存在しない部分ではバリヤがないため、ＣａＯやＭｇＯなどが溶出しやすく、結果として、十分な耐酸性の向上が達成され得ないことになる。
【特許文献１】特開２０００−３５１６６８号公報
【特許文献２】特開平６−２１１５７１号公報
【特許文献３】特開平１１−４３３６９号公報
【特許文献４】特開２０００−２２３６１９号公報
【特許文献５】特開２００１−１９６５０３号公報
【特許文献６】国際公開第９７／１１９１９号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
そこで、この発明の目的は、上述したような問題を解決しながら、耐酸性を高めることができるセラミック組成物、このセラミック組成物をもって構成されるセラミック基板、および、このようなセラミック基板を備える電子部品を提供しようとすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
この発明に係るセラミック組成物は、ガラス粉末とセラミック粉末とを混合したものであり、これを焼成してセラミック焼結体としたとき、ガラス粉末はマトリクスとなり、セラミック粉末はフィラーとなる。ガラス粉末は、２８〜５０重量％のＳｉＯ2 、３６〜５５重量％のＭＯ（ただし、ＭＯは、ＣａＯおよびＭｇＯの少なくとも一方）、０〜２０重量％のＡｌ2 Ｏ3 、および５〜１７．５重量％のＢ2 Ｏ3 からなるホウケイ酸系ガラスから構成される。他方、セラミック粉末は、ＺｒＯ2 を１重量％以上含む。そして、ホウケイ酸系ガラス粉末は４０〜８０重量％含有し、セラミック粉末は６０〜２０重量％含有する。
【００１９】
この発明に係るセラミック組成物において、フィラーとなる上記セラミック粉末がＺｒＯ2 以外のセラミックを含む場合、このＺｒＯ2 以外のセラミックとしては、Ａｌ2 Ｏ3 のみであることが好ましい。すなわち、セラミック粉末としては、ＺｒＯ2 およびＡｌ2 Ｏ3 以外の成分を含まない方が好ましい。
【００２０】
この発明は、上述したセラミック組成物を成形し焼成して得られたセラミック焼結体を備える、セラミック基板にも向けられる。
【００２１】
また、この発明は、第１および第２のセラミック層をもって構成される積層構造を有する、セラミック基板にも向けられる。この場合、上記積層構造において、第１のセラミック層が、少なくとも最外層を形成するように位置しており、この第１のセラミック層が、前述したこの発明に係るセラミック組成物を成形し焼成して得られたセラミック焼結体からなる。そして、第２のセラミック層は、第１のセラミック層より高い熱伝導率を有している。
【００２２】
上記第２のセラミック層はＺｒＯ2 を含まないことが好ましい。
【００２３】
この発明は、セラミック基板が、その外表面上に形成される外部導体膜をさらに備え、この外部導体膜には湿式めっきが施されるとき、特に有利に適用される。
【００２４】
この発明は、さらに、上述したようなセラミック基板を備える、電子部品にも向けられる。
【発明の効果】
【００２５】
この発明に係るセラミック組成物によれば、簡単に言えば、良好な焼結性を維持しながら、これを成形し焼成して得られたセラミック焼結体を備えるセラミック基板の耐酸性を高めることができる。
【００２６】
より詳細には、この発明に係るセラミック組成物において、ホウケイ酸系ガラス粉末に含まれるＭＯ（ＣａＯおよびＭｇＯの少なくとも一方）は、ガラス網目修飾酸化物として機能し、ガラスの軟化・流動化を促進するように作用する。ＭＯ成分が少ないと粘性流動が不十分となり、焼結性が問題となる。このため、ホウケイ酸系ガラス粉末は、ＭＯ成分を一定以上含有する必要がある。
【００２７】
他方、セラミック基板は、たとえば湿式めっき処理におけるめっき液のように、酸性液にさらされることが多い。この場合、ＭＯは、酸性液中に溶出しやすい性質を有している。そのため、ＭＯ成分が多く含まれていると、その溶出により、セラミック基板が損傷を受けるとともに、酸性液としてのめっき液の劣化につながり、コストアップの原因となる。
【００２８】
そこで、この発明によれば、フィラーとしてのセラミック粉末にＺｒＯ2 が含まれているので、ＭＯ成分は、ＺｒＯ2 に固溶（拡散）したり、あるいは反応したりして、フィラーとなるセラミック粉末に含まれるＺｒＯ2 によって保持された状態となる。そのため、ガラスに、網目修飾酸化物として残留するＭＯの量が低減される。
【００２９】
以上のことから、ガラスの良好な軟化・流動化を確保することができ、そのため、良好な焼結性を実現しながらも、耐酸性の良好なセラミック基板を得ることができる。また、めっき液についても、これを劣化させにくくすることができる。
【００３０】
この発明に係るセラミック組成物において、セラミック粉末がＺｒＯ2 以外のセラミックを含む場合、ＺｒＯ2 以外のセラミックとして、Ａｌ2 Ｏ3 しか含まないようにされると、ＺｒＯ2 とＡｌ2 Ｏ3 との反応が生じず、各々の状態のまま安定に存在することができるため、得られたセラミック基板の安定性を高めることができる。
【００３１】
なお、この発明に係るセラミック基板は、そこに備えるセラミック焼結体のフィラーがＺｒＯ2 を含んでいるので、熱伝導率が低くなる。したがって、セラミック基板に、比較的発熱しやすいＩＣ（パワーアンプＩＣなど）を搭載した場合には、発熱による温度上昇が問題となることがある。
【００３２】
この問題を解決するため、セラミック基板に、熱伝導パスとなる放熱用ビア導体などを設けることが考えられるが、セラミック基板を、第１および第２のセラミック層をもって構成される積層構造を有するものとし、この積層構造において、第１のセラミック層を、この発明に係るセラミック組成物を成形し焼成して得られたセラミック焼結体からなるものとしながら、少なくとも最外層を形成するように位置させ、第２のセラミック層を、ＺｒＯ2 を含まないセラミック焼結体から構成するなどして、第１のセラミック層より高い熱伝導率を有するようにすれば、上述したような放熱のための特別な構造が不要となり、セラミック基板の設計の自由度を高くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
図１は、この発明の第１の実施形態によるセラミック基板１を備える電子部品２を示す正面図であり、セラミック基板１については断面図で示している。
【００３４】
セラミック基板１は、積層された複数のセラミック層３を備えている。
【００３５】
セラミック基板１は、さらに、配線導体を備えている。配線導体は、たとえばコンデンサまたはインダクタのような受動素子を構成したり、あるいは素子間の電気的接続のような接続配線を行なったりするためのもので、典型的には、いくつかの導体膜４〜６およびいくつかのビアホール導体７をもって構成される。
【００３６】
導体膜４は、セラミック基板１の内部に形成される。導体膜５および６は、それぞれ、セラミック基板１の外表面上、すなわち一方主面上および他方主面上に形成される。ビアホール導体７は、導体膜４〜６のいずれかと電気的に接続されかつ特定のセラミック層３を厚み方向に貫通するように設けられる。
【００３７】
セラミック基板１の一方主面上には、外部導体膜５に電気的に接続された状態で、チップ部品８および９が搭載され、セラミック基板１を備える電子部品２が構成される。
【００３８】
セラミック基板１を製造するため、２８〜５０重量％のＳｉＯ2 、３６〜５５重量％のＭＯ（ただし、ＭＯは、ＣａＯおよびＭｇＯの少なくとも一方）、０〜２０重量％のＡｌ2 Ｏ3 、および５〜１７．５重量％のＢ2 Ｏ3 からなるホウケイ酸系ガラス粉末と、ＺｒＯ2 を１重量％以上含むセラミック粉末とを混合したものであり、ホウケイ酸系ガラス粉末を４０〜８０重量％、およびセラミック粉末を６０〜２０重量％それぞれ含有する、セラミック組成物が用意される。
【００３９】
上述したセラミック粉末は、ＺｒＯ2 以外のセラミックを含む場合、このＺｒＯ2 以外のセラミックとしては、Ａｌ2 Ｏ3 のみであることが好ましい。
【００４０】
前述したセラミック組成物は、これに有機ビヒクル等が加えられてスラリー化される。このスラリーは、これにたとえばドクターブレード法を適用することによってシート状に成形され、それによって、上記セラミック組成物を含むグリーンシートが得られる。このグリーンシートの特定のものには、前述した導体膜４〜６およびビアホール導体７などを形成するため、導電性ペーストが付与される。導電性ペーストは、たとえば、Ａｕ、Ａｇ、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｔ、Ｃｕのような低抵抗金属を導電成分として含んでいることが好ましい。
【００４１】
次に、前述した複数のグリーンシートが積層されることによって、生の積層体が得られる。次いで、この生の積層体は、たとえば９００℃といった１０００℃以下の温度で焼成される。それによって、セラミック基板１が得られる。この焼成工程において、前述したグリーンシートは焼結してセラミック層３となり、導電性ペーストは焼結して導体膜４〜６およびビアホール導体７となる。
【００４２】
なお、上述したセラミック基板１を得るための焼成温度では焼結しない無機材料粉末を含む収縮抑制用グリーンシートを用意し、これを、前述した生の積層体の両主面上に積み重ねた状態で焼成工程を実施すると、収縮抑制用グリーンシートは、焼成によって実質的に収縮しないため、セラミック層３となるべきグリーンシートの収縮を抑制するように作用する。そのため、得られたセラミック基板１において、反り等の不所望な変形が生じにくくすることができ、その結果、セラミック基板１の寸法精度を高めることができる。
【００４３】
前述のようにして得られたセラミック基板１の外表面上に形成された外部導体膜５および６に対しては、湿式めっきが施され、たとえば、ニッケルめっき膜およびその上に半田または錫めっき膜が形成される。この湿式めっき工程において、セラミック基板１に備えるセラミック層３は、これを構成するセラミック焼結体中のフィラーがＺｒＯ2 を含んでいるので、セラミック焼結体のマトリクスとなるガラス中のＭＯ成分が、ＺｒＯ2 に固溶または反応する。その結果、セラミック基板１の耐酸性が良好となって、セラミック層３に含まれるガラス中のＭＯ成分がめっき液に溶出しにくくすることができる。このようなことから、セラミック基板１の損傷が生じにくくなり、また、めっき液の劣化を抑制することができる。
【００４４】
次に、セラミック基板１の一方主面上に、外部導体膜５に電気的に接続されるように、チップ部品８および９を搭載する工程を経て、電子部品２が完成される。
【００４５】
図２は、この発明の第２の実施形態を説明するための図１に対応する図である。図２において、図１に示した要素に相当する要素には同様の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００４６】
図２に示した電子部品２ａは、セラミック基板１ａを備え、セラミック基板１ａは、第１および第２のセラミック層３ａおよび３ｂをもって構成される積層構造を有している。図２からわかるように、上記積層構造において、第１のセラミック層３ａが、少なくとも最外層を形成するように位置している。
【００４７】
このようなセラミック基板１ａにおいて、第１のセラミック層３ａは、図１に示したセラミック層３と同様のセラミック組成物を焼成して得られたセラミック焼結体から構成される。他方、第２のセラミック層３ｂは、第１のセラミック層３ａより高い熱伝導率を有している。第２のセラミック層３ｂは、第１のセラミック層３ａと比較して、たとえば、ＺｒＯ2 を含まず、その代わりにＡｌ2 Ｏ3 を含む組成とされる。
【００４８】
図２に示したセラミック基板１ａによれば、第１のセラミック層３ａの熱伝導率の低さを、第２のセラミック層３ｂによって補い、セラミック基板１ａ全体としての熱伝導率を比較的高く確保することができる。そのため、たとえばチップ部品９が、パワーアンプＩＣのような比較的発熱しやすい部品である場合であっても、その発熱による温度上昇を抑制するための放熱を、セラミック基板１ａにおいて比較的良好に営ませることができる。
【００４９】
次に、この発明による効果を確認するために実施した実験例について説明する。
【００５０】
表１には、この実験例において作製したセラミック基板を得るために用意したセラミック組成物の種々の組成が示されている。表１において、「ガラス粉末」の欄には、ホウケイ酸系ガラス粉末の組成が示され、「セラミック組成物」の欄には、「ガラス粉末」ならびに「セラミック粉末」に含まれる「ＺｒＯ2 」および「Ａｌ2 Ｏ3 」の混合比が示されている。
【００５１】
【表１】
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【００５２】
表１に示すような組成を有するホウケイ酸ガラス粉末とセラミック粉末とをそれぞれ用意し、同じく表１に示すような混合比で混合された無機粉末１００重量部に対して、有機溶剤１００重量部を混合し、さらに、ブチラール系バインダ１０重量部と可塑剤１重量部とを加えて、所定の条件にて湿式混合して、スラリーを得た。次いで、得られたスラリーを、ドクターブレード法によりシート状に成形し、厚み約５０μｍおよび厚み約１００μｍの基板用グリーンシートをそれぞれ得た。
【００５３】
他方、アルミナ粉末１００重量部に対して、有機溶剤１００重量部を混合し、これにブチラール系バインダ１０重量部と可塑剤１重量部とを加えて、所定の条件にて湿式混合して、スラリーを得た。次いで、得られたスラリーを、ドクターブレード法によってシート状に成形し、厚み約２００μｍの収縮抑制用グリーンシートを得た。
【００５４】
次に、上記の基板用グリーンシートおよび収縮抑制用グリーンシートを、ともに、１００ｍｍ×１００ｍｍの平面寸法となるようにカットした。
【００５５】
次に、表１に示した試料１〜１７および２０〜３１については、１枚の収縮抑制用グリーンシート、１０枚の厚み約１００μｍの基板用グリーンシート、および１枚の収縮抑制用グリーンシートを、この順序で積層し、得られた生の複合積層体をプレス機にてプレスした。
【００５６】
他方、試料１８については、１枚の収縮抑制用グリーンシート、表１の備考欄に「表層」と表示された組成の１枚の厚み約５０μｍの基板用グリーンシート、同じく「内層」と表示された組成の９枚の厚み約１００μｍの基板用グリーンシート、同じく「表層」と表示された組成の１枚の厚み約５０μｍの基板用グリーンシート、および１枚の収縮抑制用グリーンシートを、この順序で積層し、得られた生の複合積層体をプレス機にてプレスした。
【００５７】
また、試料１９については、上記試料１８において、複合積層体の積層方向の両端部に収縮抑制用グリーンシートを積層しなかったことを除いて、試料１８の場合と同様の方法により、生の複合積層体を得た。
【００５８】
次に、上述したプレス後の生の複合積層体を、焼成温度９００℃および保持時間１０分間の条件にて焼成し、次いで、焼成後の試料の表面に粉状に付着している収縮抑制用グリーンシートの未焼結物を超音波洗浄によって除去し、各試料に係るセラミック基板を得た。
【００５９】
次に、得られた各試料に係るセラミック基板の反りを評価した後、各試料に係るセラミック基板を、ダイヤモンドカッターにて４ｍｍ×４５ｍｍの平面寸法となるようにカットし、焼結性、耐酸性および抗折強度を評価した。また、８ｍｍ×８ｍｍの平面寸法となるようにカットし、特定の試料についてのみ、熱伝導率を評価した。
【００６０】
なお、セラミック基板の反りについては、平坦な板の上にセラミック基板を乗せ、この板から最も高い位置の高さ（Ｔ１）とセラミック基板の厚み（Ｔ２）とを測定し、（Ｔ１−Ｔ２）により求めた。
【００６１】
焼結性については、インク試験チェックによって評価した。
【００６２】
耐酸性については、上記各試料１０個を、３０℃の１Ｎ硫酸中に１０分間浸漬し、この浸漬前後の重量減率を求め、これをセラミック基板からの溶出量として評価した。
【００６３】
抗折強度については、３点曲げにより、クロスヘッド速度０．５ｍｍ／分およびスパン３０ｍｍの条件で測定した。
【００６４】
熱伝導率については、レーザーフラッシュ法にて、室温で測定した。
【００６５】
以上の各項目の評価結果が、表２に示されている。
【００６６】
【表２】
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【００６７】
表２および前掲の表１に示された試料のうち、試料１〜１９がこの発明の範囲内の実施例であり、試料２０〜３１が、この発明の範囲外の比較例である。
【００６８】
まず、比較例について見ると、試料２０では、表１に示すように、ガラス粉末の含有量が４０重量％未満の３５重量％と少ないため、焼成工程において、ガラスの軟化・流動化が生じにくく、表２に示すように、焼結性が不十分であった。他方、試料２１では、ガラス粉末の含有量が８０重量％を超える８５重量％と多いため、ガラスに内在する欠陥が起点となった破壊が起こりやすく、セラミック基板の強度が不十分であった。
【００６９】
次に、表１に示すように、試料２２では、セラミック粉末中のＺｒＯ2 の添加量が１重量％未満の０．５重量％と少なく、また、試料２３では、ＺｒＯ2 を添加していないので、試料２２および２３のいずれについても、ガラス中にＭＯ成分が多く残留し、表２に示すように、耐酸性が不十分であった。
【００７０】
次に、試料２４では、表１に示すように、ガラス粉末中にＺｒＯ2 成分を２０重量％含み、セラミック粉末中にはＺｒＯ2 を含んでいない。この場合、ガラス中の網目修飾酸化物であるＣａＯがガラス中に残ったままとなるため、酸への溶出が起こりやすくなっており、表２に示すように、耐酸性が不十分であった。
【００７１】
次に、試料２５では、表１に示すように、ガラス粉末中のＳｉＯ2 成分が２８重量％未満の２０重量％と少ない。ＳｉＯ2 はガラスの網目形成酸化物である。試料２５では、このＳｉＯ2 が少ないため、表２に示すように、十分な強度が得られなかった。他方、試料２６では、ガラス粉末中のＳｉＯ2 成分が５０重量％を超える５４重量％と多いため、ガラスの軟化・流動化が起こりにくく、焼結性が不十分であった。
【００７２】
試料２７では、表１に示すように、ガラス粉末中のＣａＯ成分が３６重量％未満の３０重量％と少ない。ＣａＯ成分は、ガラス網目修飾酸化物であり、ガラスの軟化・流動化を促進する成分である。試料２７では、このＣａＯ成分が少ないため、ガラスの軟化・流動化が起こりにくく、表２に示すように、焼結性が不十分であった。他方、試料２８では、ガラス粉末中のＣａＯ成分が５５重量％を超える６０重量％と多い。このため、セラミック粉末においてＺｒＯ2 を４０重量％含んでいても、ガラスに残存するＣａＯ成分が過多のため、耐酸性が悪かった。
【００７３】
次に、試料２９では、表１に示すように、ガラス粉末中のＡｌ2 Ｏ3 成分が２０重量％を超える２４重量％と多い。Ａｌ2 Ｏ3 はガラス網目中間酸化物であり、ガラス構造を安定化させる。試料２９では、このＡｌ2 Ｏ3 が多いため、ガラスの軟化・流動化が起こりにくく、表２に示すように、焼結性が不十分であった。
【００７４】
次に、試料３０では、表１に示すように、ガラス粉末中のＢ2 Ｏ3 成分が５重量％未満の２重量％と少ない。Ｂ2 Ｏ3 成分は、ガラス網目形成酸化物であり、ガラスの軟化温度を下げ、粘性流動を促進する成分である。試料３０では、このＢ2 Ｏ3 成分が少ないため、ガラスの軟化・流動化が起こりにくく、表２に示すように、焼結性が不十分であった。他方、試料３１では、ガラス粉末中のＢ2 Ｏ3 成分が１７．５重量％を超える２２重量％と多いため、ガラスの耐水性が十分でなかった。このように、ガラスの耐水性が十分でない場合には、高温・多湿等の環境下で使用すると、セラミック基板の変質を生じる恐れがある。
【００７５】
これらに対して、この発明の範囲内の実施例である試料１〜１９では、表２に示すように、焼結性、耐酸性、抗折強度および反りに関して、満足する結果が得られている。
【００７６】
特に、試料１〜５では、表１に示すように、ガラス粉末／セラミック粉末の比率を４０／６０ないし８０／２０の範囲で変えている。これら試料１〜５では、ガラス粉末中のＣａＯ成分が４３重量％であるため、ガラスの粘性流動が十分であり、表２に示すように、良好な焼結性を示した。また、セラミック粉末にＺｒＯ2 を含んでいるため、ＣａＯはＺｒＯ2 に固溶あるいは反応して、ガラス中に残存するＣａＯ成分が少なくなり、そのため、耐酸性が向上し、酸性液中へのセラミック基板の溶出量が１重量％以下となった。
【００７７】
次に、試料６〜９では、表１に示すように、セラミック粉末として、ＺｒＯ2 とＡｌ2 Ｏ3 との双方を用いている。これら試料６〜９からわかるように、セラミック基板の重量に対して、ＺｒＯ2 を１重量％以上含むことによって、ＣａＯ成分の固溶または反応が十分に生じ、表２に示すように、耐酸性が向上し、酸性液中へのセラミック基板の溶出量は１．５重量％以下となった。
【００７８】
次に、試料１０では、表１に示すように、ガラス粉末中のＣａＯの一部がＭｇＯに置き換えられたものである。この場合であっても、表２に示すように、ガラスの粘性流動は十分であり、焼結性が十分であり、また、耐酸性および強度についても十分であった。
【００７９】
次に、試料１１〜１７では、表１に示すように、ガラス粉末の成分であるＳｉＯ2 、ＣａＯ、Ａｌ2 Ｏ3 およびＢ2 Ｏ3 の重量比率を変えて、セラミック基板の特性の評価を行なったものである。試料１１〜１７のいずれについても、ＳｉＯ2 が２８〜５０重量％、ＣａＯが３６〜５５重量％、Ａｌ2 Ｏ3 が０〜２０重量％、およびＢ2 Ｏ3 が５〜１７．５重量％の各範囲内にある。また、セラミック粉末は、すべて、ＺｒＯ2 からなり、ガラス粉末／セラミック粉末の比率は６０／４０である。試料１１〜１７からわかるように、上述したような範囲を満足すれば、表２に示すように、ガラスの粘性流動が十分であり、焼結性が良好であり、また、ＣａＯ成分がＺｒＯ2 に固溶または反応して、ガラス中に残留するＣａＯ成分が減少し、耐酸性が良好であり、酸性液中へのセラミック基板の溶出量が１．５重量％以下であった。
【００８０】
次に、試料１８では、表１に示すように、セラミック粉末にＺｒＯ2 を用いたグリーンシートを表層に、セラミック粉末にＡｌ2 Ｏ3 を用いたグリーンシートを内層に用いている。セラミック粉末にＺｒＯ2 を用いると、熱伝導率が低くなり、また、ＺｒＯ2 の含有量が多くなるほど、熱伝導率がより低くなる。このことは、表２において、試料３、４、７および８の熱伝導率を見ればわかる。このような熱伝導率の低下は、試料１８のように、セラミック粉末にＡｌ2 Ｏ3 を用いたグリーンシートを焼成して得られたセラミック層を内層に位置させることによって、抑制することができる。このことは、表２の「熱伝導率」について、試料１８と試料３、４、７および８とを比較すればわかる。また、表２から、試料１８のように、セラミック粉末にＺｒＯ2 を用いたグリーンシートを焼成して得られたセラミック層を表層に位置させることによって、良好な耐酸性を維持できることがわかる。
【００８１】
次に、試料１９は、試料１８と比較して、収縮抑制用グリーンシートを用いなかった点で相違している。そのため、表２に示すように、反りを除くセラミック基板の特性については、試料１９は試料１８と実質的に同じであったが、反りについては、試料１９の場合には、３５０μｍと比較的大きかった。しかしながら、この程度の反りは、実用上、問題となることはない。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】この発明の第１の実施形態によるセラミック基板１を備える電子部品２を示す正面図であり、セラミック基板１については、断面図で示している。
【図２】この発明の第２の実施形態によるセラミック基板１ａを備える電子部品２ａを示す、図１に相当する図である。
【符号の説明】
【００８３】
１，１ａ  セラミック基板
２，２ａ  電子部品
３  セラミック層
３ａ  第１のセラミック層
３ｂ  第２のセラミック層
４〜６  導体膜
７  ビアホール導体
８，９  チップ部品
【図１】
2007015878.tif 000005
【図２】
2007015878.tif 000006