(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディオプサイド結晶相とコージェライト結晶相を含有し、残部がガラス相および／または他のセラミック結晶相からなるとともに、開気孔率が１％以下であり、抗折強度が２５０ＭＰａ以上、ビッカース硬度が６５０以上、かつ誘電率が８以下、６０ＧＨｚにおける誘電損失が２０×１０−４以下であることを特徴とする低温焼成磁器。
【請求項２】
前記ディオプサイド結晶相と前記コージェライト結晶相の総含有量が５０重量％以上であることを特徴とする請求項１記載の低温焼成磁器。
【請求項３】
前記ディオプサイド結晶相と前記コージェライト結晶相がガラスから析出したものであることを特徴とする請求項１または２記載の低温焼成磁器。
【請求項４】
ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯおよびＣａＯを含み、ディオプサイド結晶相を析出可能なガラス粉末とコージェライト結晶相を析出可能なガラス粉末を含有する混合粉末を、成形後、８００〜９００℃の第１の焼成温度で保持した後、９１０〜１０００℃の第２の焼成温度で保持して焼成して、前記ガラスよりディオプサイド結晶相とコージェライト結晶相とをそれぞれ析出させた磁器を作製することを特徴とする低温焼成磁器の製造方法。
【請求項５】
前記ガラス粉末から前記ディオプサイド結晶相とコージェライト結晶相が８０重量％以上結晶化することを特徴とする請求項４記載の低温焼成磁器の製造方法。
【請求項６】
前記混合粉末中に、前記焼成によって分解しないセラミック粉末を添加することを特徴とする請求項４または５記載の低温焼成磁器の製造方法。
【請求項７】
絶縁基板の表面および／または内部に配線層を形成してなる配線基板であって、前記絶縁基板が請求項１乃至３のいずれか記載の低温焼成磁器からなることを特徴とする配線基板。
【請求項８】
前記配線層が銅または銀を主成分とすることを特徴とする請求項７記載の配線基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子収納用パッケージや多層配線基板等の配線基板用の絶縁基板として好適であり、特に、銅や銀と同時焼成が可能であり、特に誘電率および熱膨張係数の調整が容易であり、かつ磁器の高強度化が図れる低温焼成磁器およびその製造方法並びに前記磁器を絶縁基板とする配線基板に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
従来、セラミック多層配線基板としては、アルミナ質焼結体からなる絶縁基板の表面または内部にタングステンやモリブデンなどの高融点金属からなる配線層が形成されたものが最も普及している。
【０００３】
また、最近に至り、高度情報化時代を迎え、使用される周波数帯域はますます高周波化に移行しつつある。このような、高周波の信号の伝送を必要とする高周波配線基板においては、高周波信号を損失なく伝送する上で、配線層を形成する導体の抵抗が小さいこと、また絶縁基板の高周波領域での誘電損失が小さいことが要求される。
【０００４】
ところが、従来のタングステン（Ｗ）や、モリブデン（Ｍｏ）などの高融点金属は導体抵抗が大きく、信号の伝搬速度が遅く、また、１ＧＨｚ以上の高周波領域の信号伝搬も困難であることから、Ｗ、Ｍｏなどの金属に代えて銅、銀、金などの低抵抗金属を使用することが必要となっている。
【０００５】
このような低抵抗金属からなるメタライズ配線層は、融点が低く、アルミナと同時焼成することが不可能であるため、最近では、ガラス、またはガラスとセラミックスとの複合材料からなる、いわゆるガラスセラミックスを絶縁基板として用いた配線基板が開発されつつある。
【０００６】
しかしながら、従来のガラスセラミックスは磁器強度が低いために、機械的信頼性が低く、また、これを絶縁基板として用いると、該絶縁基板表面に形成した配線層に引っ張り応力がかかって配線層が絶縁基板ごともげてしまいメタライズ強度を高めることができないという問題があった。
【０００７】
一方、特開平１０−１２０４３６号公報、特開平１１−４９５３１号公報では、ディオプサイド結晶相を析出可能なガラス粉末７０〜１００％に対して、アルミナ、ムライト等のセラミック粉末０〜３０％を添加、混合して焼成した磁器が提案され、マイクロ波帯での誘電損失を低減でき、磁器強度を２２００ｋｇ／ｃｍ2まで高めることができることが開示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平１０−１２０４３６号公報、特開平１１−４９５３１号公報では、磁器強度がせいぜい２２００ｋｇ／ｃｍ2以下であり、配線層のメタライズ強度のを高める観点から磁器強度のさらなる向上が求められていた。また、フィラーとしてアルミナやムライトを添加した磁器では高周波帯での誘電率および誘電損失が高く、誘電率および誘電損失を低下させることも求められていた。
【０００９】
さらに、ディオプサイド結晶相を析出可能なガラス粉末に対して、フィラーとしてコージェライトを添加する方法では、両者間の濡れ性が悪いために磁器密度を高めることができず、開気孔率が大きくなるために磁器強度は低下してしまうという問題があった。
【００１０】
従って、本発明は、金、銀、銅を配線層を構成する導体として多層化が可能な８００〜１０５０℃での焼成で磁器を緻密化できるとともに、高周波領域においても良好な誘電特性を示し、かつ磁器強度が高い低温焼成磁器およ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。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記課題を鋭意検討した結果、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯおよびＣａＯを含み、ディオプサイド結晶相を析出可能なガラスとコージェライト結晶相を析出可能なガラスの混合物を用い、これを成形後、所定の条件にて焼成することによって、銅や銀と同時焼成ができ、高周波帯での誘電特性に優れ、かつ磁器強度の高い磁器を得られることを知見し、本発明に至った。
【００１２】
即ち、本発明の低温焼成磁器は、ディオプサイド結晶相とコージェライト結晶相を含有し、残部がガラス相および／または他のセラミック結晶相からなるとともに、開気孔率が１％以下であり、抗折強度が２５０ＭＰａ以上、ビッカース硬度が６５０以上、かつ誘電率が８以下、６０ＧＨｚにおける誘電損失が２０×１０−４以下であることを特徴とするものである。
【００１３】
ここで、前記ディオプサイド結晶相と前記コージェライト結晶相の総含有量が５０重量％以上であること、前記ディオプサイド結晶相と前記コージェライト結晶相がガラスから析出したものであることが望ましい。
【００１４】
また、本発明の低温焼成磁器の製造方法は、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯおよびＣａＯを含み、ディオプサイド結晶相を析出可能なガラス粉末とコージェライト結晶相を析出可能なガラス粉末を含有する混合粉末を、成形後、８００〜９００℃の第１の焼成温度で保持した後、９１０〜１０００℃の第２の焼成温度で保持して焼成して、前記ガラスよりディオプサイド結晶相とコージェライト結晶相とをそれぞれ析出させた磁器を作製することを特徴とするものである。
【００１５】
ここで、前記ガラス粉末から前記ディオプサイド結晶相とコージェライト結晶相が８０重量％以上結晶化すること、前記混合粉末中に、前記焼成によって分解しないセラミック粉末を添加することが望ましい。
【００１６】
また、本発明の配線基板は、絶縁基板の表面および／または内部に配線層を形成してなるものであって、前記絶縁基板が上記の低温焼成磁器からなることを特徴とするものであり、特に、前記配線層が銅または銀を主成分とすることが望ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の低温焼成磁器は、結晶相としてディオプサイド結晶相Ｃａ（Ｍｇ，Ａｌ）（Ｓｉ，Ａｌ）2Ｏ6とコージェライト結晶相Ｍｇ2Ａｌ4Ｓｉ5Ｏ18を含有し、かつ開気孔率が１％以下、特に０．５％以下であることが大きな特徴であり、これによって、磁器強度が高く、かつ低誘電率で、ミリ波帯での誘電損失を低減することができるとともに、耐水性、耐薬品性に優れ、平滑な表面を有する磁器となる。
【００１８】
また、磁器強度を高め、かつ誘電特性を高めるために、前記ディオプサイド結晶相と前記コージェライト結晶相の総含有量が５０重量％以上、特に５５重量％以上、さらに６０重量％以上であることが望ましい。
【００１９】
さらに、磁器の開気孔率を低めるためには、前記ディオプサイド結晶相と前記コージェライト結晶相がガラスから析出したものであることが望ましい。
【００２０】
なお、磁器中には、上記結晶相に加えて、ガラスおよび／または他のセラミック結晶相を含有してもよく、例えば、ディオプサイド結晶相の類似の結晶相として、Ｃａ2ＭｇＳｉ2Ｏ7（ａｋｅｒｍａｎｉｔｅ）、ＣａＭｇＳｉＯ4（ｍｏｎｔｉｃｅｌｌｉｔｅ）、Ｃａ3ＭｇＳｉ2Ｏ8（ｍｅｒｗｉｎｉｔｅ）等が含有されていてもよく、また、ディオプサイド結晶相にＳｒＯが固溶していてもよい。
【００２１】
一方、コージェライト結晶相としては、低温型コージェライト（α−コージェライト）結晶、高温型コージェライト（β−コージェライト）結晶、インディアライト結晶などが含まれる場合もある。また、Ｍｇ２Ａｌ４Ｓｉ５Ｏ１８組成からなりコージェライト結晶以外の結晶相をなす結晶相が出る場合があるが、この相は誘電損失を低減する上で析出割合としては２０重量％以下、特に１０重量％以下と減じることが望ましい。
【００２２】
さらに、誘電損失の低減かつ磁器強度向上の点で、磁器中、前記結晶相の粒界に存在するガラスの割合を１０重量％以下、特に５重量％以下、さらに２重量％以下に低めることが望ましく、磁器の誘電損失を低減するために希土類元素酸化物をＲＥ2Ｏ3（ＲＥは希土類元素）換算で０．１〜２０重量％含有していてもよい。なお、希土類元素（ＲＥ）としては、Ｙ、Ｙｂ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｌａ、Ｐｒ、Ｄｙの群から選ばれる少なくとも１種からなるが、特に誘電損失を低減する点で、Ｙｂを含有することが望ましい。
【００２３】
また、磁器中には、磁器強度を高めるため、他のセラミック結晶相として、アルミナ、ムライト、フォルステライト、エンスタタイト、ディオプサイド、コージェライト、アノーサイト、スラウソナイト、セルシアン、スピネル、ガーナイト、シリカ、ジルコニア、チタニア、ＭｇＴｉＯ３、（Ｍｇ，Ｚｎ）ＴｉＯ３、Ｍｇ２ＴｉＯ４、Ｚｎ２ＴｉＯ４、ＣａＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ３、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣおよびＡｌＮの群から選ばれる少なくとも１種を総量で５０重量％以下、特に４５重量％以下、さらに１０〜４０重量％の割合で含有することが望ましい。
【００２４】
これによって形成される磁器の全体組成としては、例えば、Ｓｉ、Ａｌ、ＭｇおよびＣａの各金属元素の酸化物換算による合量を１００重量％とした時、ＳｉＯ2を１６〜５６重量％、特に３２〜５６重量％、Ａｌ2Ｏ3を９〜８９重量％、特に９〜３９重量％、ＭｇＯを５〜２９重量％、特に１０〜２９重量％、ＣａＯ１〜１９重量％、特に２〜１９重量％の割合から構成されることが望ましい。
【００２５】
上記態様の磁器は、誘電率が８以下、特に７以下、さらに６以下、６０ＧＨｚでの誘電損失が２０×１０-4以下、特に１５×１０-4以下、さらに１２×１０-4以下、さらには１０×１０-4以下であることが望ましい。
【００２６】
これによって、本発明の磁器組成物は、１ＧＨｚ以上、特に２０ＧＨｚ以上、さらには５０ＧＨｚ以上、またさらには６０ＧＨｚ以上であることが望ましく、これによって高周波用配線基板の絶縁層として好適な磁器となる。また、この磁器の室温から４００℃における熱膨張係数は２．５×１０-6〜９×１０-6／℃、特に４×１０-6〜７．５×１０-6／℃であることが、ＳｉやＧａ−Ａｓ等の半導体素子の熱膨張係数との整合性の点で望ましい。
【００２７】
本発明の磁器を配線基板の絶縁基板として用いる場合、磁器強度が２５０ＭＰａ以上、特に３００ＭＰａ以上と高く、磁器のビッカース硬度が６５０以上、特に７００以上と高いために、半導体素子等の電子部品の実装に伴い発生する熱応力によるクラックを防止し、メタライズ強度を高め、かつ配線基板の機械的信頼性を高めることができる。
【００２８】
また、この磁器は誘電率が８以下と低く、かつミリ波帯における誘電損失を低減できるために、高周波伝送線路やアンテナの伝送損失を低めることができる。
【００２９】
さらに、磁器の室温から４００℃における熱膨張係数が、実装する半導体素子等と近似するために、半田実装時や半導体素子の作動停止による繰り返し温度サイクルによって両者間の熱応力に起因するクラックや剥離の発生を防止し、両者間を接続する配線の電気的信頼性を向上させることができる。
（製造方法）
次に、本発明における高周波用磁器組成物を用い磁器を製造する方法について説明する。
【００３０】
まず、出発原料として、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、ＣａＯを含みディオプサイド結晶相を析出可能なガラス粉末と少なくともＡｌ、Ｓｉ、Ｍｇを含有するコージェライト結晶相可能な結晶化ガラス粉末とを混合する。
【００３１】
ここで、上記混合粉末の望ましい混合比率は、１０００℃以下の焼成によって磁器の開気孔率を１％以下に緻密化するため、磁器強度を向上させるため、磁器の誘電率および誘電損失を低下させるために、ディオプサイド結晶相を析出するガラス粉末０．５〜９９．５重量％、特に３０〜８０重量％、さらに４０〜６０重量％と、コージェライト結晶相を析出するガラス粉末０．５〜９９．５重量％、特に３０〜８０重量％、さらに４０〜６０重量％となることが望ましい。
【００３２】
ここで、前記ディオプサイド結晶相を析出可能なガラスは、脱バインダの容易性および結晶化度を高めるために、ガラスの軟化点が５００〜８００℃であることが望ましく、さらなる低温焼成化の点で、ＳｒＯを含有してもよい。
【００３３】
また、上記のガラスからのディオプサイド結晶相の析出割合を高める上では、ディオプサイド結晶相を析出するガラス中におけるＣａＯとＭｇＯの合計量が３５〜５０重量％であることが望ましい。
【００３４】
さらに、ガラスの組成はＳｉＯ2３０〜５５重量％、Ａｌ2Ｏ3４．５〜１５重量％、ＭｇＯ１６〜３５重量％、ＣａＯ２４〜４０重量％の割合か、またはＳｉＯ2３０〜５５重量％、Ａｌ2Ｏ3４〜１５重量％、ＭｇＯ１４〜３０重量％、ＣａＯ５〜２０重量％、ＳｒＯ１５〜２５重量％の割合であることが望ましい。
【００３５】
また、前記コージェライト結晶相を析出可能なガラスの組成はＳｉＯ2４０〜５７重量％、Ａｌ2Ｏ3２７〜４０重量％、ＭｇＯ１０〜１９重量％からなり、これに他の添加物、例えば、Ｙ、ＹｂＣｅ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｌａ、Ｐｒ、Ｄｙ等の希土類元素から選ばれる少なくとも１種の酸化物を０〜２０重量％の割合であることが望ましい。また、ガラスの軟化点は６００〜９８０℃、特に８５０〜９８０℃であることが望ましい。
【００３６】
さらに、本発明によれば、所望により、上記２種のガラスに対して、上述した他のセラミック結晶相を形成するために、焼成によって分解しない上述したセラミック粉末（セラミックフィラー）を望ましくは５０重量％以下、特に４５重量％以下、さらに１０〜４０重量％添加する。
【００３７】
そして、この混合粉末を用いてドクターブレード法やカレンダーロール法、あるいは圧延法、プレス成形法の周知の成型法により所定形状の成形体を作製した後、該成形体を５００〜７５０℃で脱バインダ処理し、酸化性雰囲気または不活性雰囲気中で焼成することにより作製することができる。なお、導体として銅等の焼成により酸化する恐れもあるものについては脱バインダ処理を水蒸気含有雰囲気等の弱酸化性雰囲気、焼成を窒素、窒素−水素あるいは窒素−不活性ガス等の非酸化性雰囲気中にて焼成することができる。
【００３９】
また、本発明によれば、前記焼成が、８００〜９００℃、特に８５０〜８７５℃で保持する第１の焼成温度で保持した後、９１０〜１０５０℃、特に９５０〜９７５℃の第２の焼成温度で保持してなる、すなわち２段階焼成であることが重要であり、ディオプサイド結晶相およびコージェライト結晶相の結晶化度を、特に８０％以上、さらに９０％以上と高めることができる。
【００４０】
なお、１０５０℃以下での焼成で磁器を緻密化させるためには、焼成時の昇温速度を１０００℃／時間以下で、かつ焼成時間を１０分以上とすることが望ましく、また、磁器中のディオプサイド結晶相およびコ―ジェライト結晶相の結晶化度を高めるためには、焼成時の昇温速度を１０００℃／時間以下とすることが望ましい。
【００４１】
さらに、本発明によれば、上記焼成条件にて焼成することにより、ガラス原料粉末が焼成中に磁器帳面にしみ出させることができ、磁器表面の気孔率を磁器の内部の気孔率よりも低め、かつ磁器表面のガラスの含有比率を磁器内部のそれよりも高めることができることから、絶縁基板表面に形成される配線層のメタライズ強度を高めることができる。
【００４２】
また、配線層を具備する配線基板を作製するには、前記混合粉末に、適当な有機溶剤、溶媒を用い混合してスラリーを調製し、これを従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法、あるいは圧延法、プレス成形法により、シート状に成形する。そして、このシート状成形体に所望によりスルーホールを形成した後、スルーホール内に、銅、金、銀のうちの少なくとも１種を含む金属ペーストを充填する。そして、シート状成形体表面には、高周波信号が伝送可能な高周波線路パターン等に前記金属ペーストを用いてスクリーン印刷法、グラビア印刷法などによって配線層の厚みが５〜３０μｍとなるように、印刷塗布する。
【００４３】
その後、複数のシート状成形体を位置合わせして積層圧着し、窒素ガスや窒素−酸素混合ガス等の非酸化性雰囲気中、上述した条件で焼成することにより、高周波用配線基板を作製することができる。
【００４４】
そして、この配線基板の表面には、適宜半導体素子等のチップ部品が搭載され配線層と信号の伝達が可能なように接続される。接続方法としては、配線層上に直接搭載させて接続させたり、あるいは樹脂、Ａｇ−エポキシ、Ａｇ−ガラス、Ａｕ−Ｓｉ等の樹脂、金属、セラミックス等の厚み５０μｍ程度の接着剤によりチップ部品を絶縁基板表面に固着し、ワイヤーボンディング、ＴＡＢテープなどにより配線層と半導体素子とを接続する。なお、半導体素子としては、Ｓｉ系やＧａ−Ａｓ系等のチップ部品の実装に有効である。
【００４５】
さらに、半導体素子が搭載された配線基板表面に、絶縁基板と同種の絶縁材料や、その他の絶縁材料、あるいは放熱性が良好な金属等からなり、電磁波遮蔽性を有するキャップをガラス、樹脂、ロウ材等の接着剤により接合してもよく、これにより半導体素子を気密に封止することができる。
【００４６】
（配線基板の構成）
本発明の磁器組成物を好適に使用しうる高周波用配線基板の一例である半導体素子収納用パッケージの具体的な構造とその実装構造について図１をもとに説明する。図１は、半導体収納用パッケージ、特に、接続端子がボール状端子からなるボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）型パッケージの概略断面図である。図１によれば、パッケージＡは、絶縁材料からなる絶縁基板１と蓋体２によりキャビティ３が形成されており、そのキャビティ３内には、Ｓｉ、Ｇａ−Ａｓ等のチップ部品４が前述の接着剤等により実装されている。
【００４７】
また、絶縁基板１の表面および内部には、チップ部品４と電気的に接続された配線層５が形成されている。この配線層５は、高周波信号の伝送時に導体損失を極力低減するために、銅、銀あるいは金などの低抵抗金属からなることが望ましい。また、この配線層５に１ＧＨｚ以上の高周波信号を伝送する場合には、高周波信号が損失なく伝送されることが必要となるため、配線層５は周知のストリップ線路、マイクロストリップ線路、コプレーナ線路、誘電体導波管線路のうちの少なくとも１種から構成される。
【００４８】
さらに、図１のパッケージＡにおいて、絶縁基板１の底面には、接続用電極層６が被着形成されており、パッケージＡ内の配線層５と接続されている。そして、接続用電極層６には、半田などのロウ材７によりボール状端子８が被着形成されている。
【００４９】
また、上記パッケージＡを外部回路基板に実装するには、図１に示すように、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などの有機樹脂を含む絶縁材料からなる絶縁基板９の表面に配線導体１０が形成された外部回路基板Ｂに対して、ロウ材を介して実装される。具体的には、パッケージＡにおける絶縁基板１の底面に取付けられているボール状端子８と、外部回路基板Ｂの配線導体１０とを当接させてＰｂ−Ｓｎなどの半田１１によりロウ付けして実装される。また、ボール状端子８自体を溶融させて配線導体１０と接続させてもよい。
【００５０】
本発明によれば、Ｇａ−Ａｓ等のチップ部品４のロウ付けや接着剤により実装されるような表面実装型パッケージにおいて、Ｇａ−Ａｓ等のチップ部品４の絶縁基板１との熱膨張差を従来のセラミック材料よりも小さくできることから、かかる実装構造に対して、熱サイクルが印加された場合においても実装部での応力の発生を抑制することができる結果、実装構造の長期信頼性を高めることができる。なお、図１のボール状端子８に代えて柱状端子を用いる（ランドグリッドアレイ（ＬＧＡ））ことも可能である。
【００５１】
【実施例】
下記の組成
0003793560.tif 000002
からなるディオプサイド結晶相が析出可能なガラス（Ａ、Ｂ）と、コージェライト結晶相が析出可能なガラス（Ｃ）および非結晶化ガラスＤを準備した。
【００５２】
そして、上記ガラスに対して表１のセラミックフィラー（純度９９％）を添加し、さらに、この混合物に有機バインダ、可塑剤、トルエンを添加し、スラリーを調製した後、このスラリーを用いてドクターブレード法により厚さ３００μｍのグリーンシートを作製した。そして、このグリーンシートを１０〜１５枚積層し、５０℃の温度で１０ＭＰａの圧力を加えて熱圧着した。得られた積層体を水蒸気含有／窒素雰囲気中、７００℃で脱バインダ処理を行った後、乾燥窒素中で表１の条件で焼成し絶縁基板用磁器を得た。なお、焼成に際しては焼成を第１の焼成温度での保持と第２の焼成温度での保持との２段階とし、また、昇温速度、降温速度を３００℃／時間（ｈ）とした。
【００５３】
得られた磁器について誘電率、誘電損失を以下の方法で評価した。測定は形状、直径２〜７ｍｍ、厚み１．５〜２．５ｍｍの形状に切り出し、６０ＧＨｚにてネットワークアナライザー、シンセサイズドスイーパーを用いて誘電体円柱共振器法により行った。測定では、ＮＲＤガイド（非放射性誘電体線路）で、誘電体共振器の励起を行い、ＴＥ021、ＴＥ031モードの共振特性より、誘電率、誘電損失（ｔａｎδ）を算出した。
【００５４】
また、アルキメデス法により開気孔率を測定した。また、室温から４００℃における熱膨張曲線をとり、熱膨張係数（α）を算出した。さらに、焼結体中における結晶相をＸ線回折チャートから同定するとともに、リートベルト法によってディオプサイド結晶相（Ｄｉ）およびコージェライト結晶相（Ｃｏ）の含有比率を求め、その合計量を算出した。また、ＪＩＳ−Ｒ１６０１に基づき、磁器の４点曲げ強度を測定し、さらに、ＪＩＳ−Ｒ１６１０に基づいてビッカース硬度を測定した。
【００５５】
さらに、表１の組成物を用いて、ドクターブレード法により厚み５００μｍのグリーンシートを作製し、このシート表面に厚み１０μｍのＣｕメタライズペーストをスクリーン印刷法を用いて塗布しメタライズ配線層を形成した。また、グリーンシートの所定箇所にスルーホールを形成しその中にもＣｕメタライズペーストを充填した。そして、メタライズペーストが塗布されたグリーンシートをスルーホール間で位置合わせしながら６枚積層し圧着した。この積層体を上述した焼成条件でメタライズ配線層と絶縁基板とを同時焼成し、表面にメタライズ配線層が形成された配線基板を作製した。
【００５６】
得られた配線基板表面の２ｍｍ角のメタライズ配線層の表面にニッケルメッキおよび金メッキを施し、該メッキ膜上に銅リード線を半田付けした後、該リード線をメタライズ配線層と垂直に１０ｍｍ／秒の速度で引っ張ってメタライズ配線層が剥がれまたは破損する引っ張り荷重（Ｆ）を測定し、メタライズ配線層の形成面積（Ｓ）との比であるＦ／Ｓ（ＭＰａ）をメタライズ強度として算出した。結果は表１に示した。
【００５７】
【表１】
0003793560.tif 000003
【００５８】
表１の結果から明らかなように、ディオプサイド結晶相析出ガラスに対して、コージェライト結晶相析出ガラスを添加せず、磁器中にコージェライト結晶相を含有しない試料Ｎｏ．１では、誘電率および誘電損失が高く、また、抗折強度およびビッカース硬度も低いものであり、メタライズ強度も低かった。また、ディオプサイド結晶相析出ガラスに対して、非結晶化ガラスのみを添加した試料Ｎｏ．１９では、ガラス同士が反応分解してディオプサイド結晶相が析出せず、誘電損失が高く、抗折強度、メタライズ強度およびビッカース硬度が低いものであった。また、コージェライトをフィラーとして添加した試料Ｎｏ．１７では、磁器の開気孔率が１％を越え、誘電損失が高く、抗折強度およびビッカース硬度も低いものであった。さらに、ディオプサイド結晶相析出ガラスを添加せず、磁器中にディオプサイド結晶相を含有しない試料Ｎｏ．１８では、１０００℃の焼成によっても緻密化することができず、磁器の開気孔率が増大した。
【００５９】
これに対して、本発明に従いディオプサイド結晶相とコージェライト結晶相とを含有し、かつ開気孔率が１％以下の試料Ｎｏ．２〜１６では、６０ＧＨｚの測定周波数における誘電率が８以下、誘電損失が２０×１０-4以下で、熱膨張係数が２．５〜９×１０-6／℃以上、磁器強度２５０ＭＰａ以上、ビッカース硬度６５０以上、メタライズ強度が２０ＭＰａ以上の優れた特性を有するものであった。
【００６０】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明の高周波用磁器組成物によれば、１０５０℃以下の低温にて焼成できることから、銅などの低抵抗金属による配線層を形成でき、しかも１ＧＨｚ以上の高周波領域において、誘電率が８以下で、６０ＧＨｚでの誘電損失が２０×１０−４以下と誘電損失が低いことから、高周波信号を極めて良好に損失なく伝送することができる。
【００６１】
しかも、この組成物を用いて得られる磁器は、磁器強度が２５０ＭＰａ以上、ビッカース硬度が６５０以上と高く、かつＳｉ、Ｇａ−Ａｓチップ等の半導体素子と近似した熱膨張特性に制御できることから、Ｓｉ、Ｇａ−Ａｓチップを実装した場合において優れた耐熱サイクル性を有し、高信頼性の実装構造を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の組成物を焼成した磁器を用いた高周波用配線基板の一例である半導体素子収納用パッケージの実装構造の一例を説明するための概略断面図である。
【符号の説明】
Ａ  半導体素子収納用パッケージ
Ｂ  外部回路基板
１  絶縁基板
２  蓋体
３  キャビティ
４  チップ部品
５  配線層
６  接続用電極層
７  ロウ材
８  ボール状端子
９  絶縁基板
１０  配線導体
１１  半田
【図１】
0003793560.tif 000004