"低温同時焼成セラミック基板を有する高周波アンテナの大量生産方法であって:a互いに接触する低k厚膜誘電体テープの1つ以上の層を提供して低k層状構造を形成するステップであって、前記低k厚膜誘電体テープの1つ以上の層のそれぞれが、3.5~6.5の範囲内の誘電率を有し、固形分を基準として:a40~80重量パーセントのガラス組成物;b20~60重量パーセントのセラミック酸化物を含み;c有機ポリマーバインダーの溶液中に分散されている、ステップと、b前記低k層状構造を、高k材料の1つ以上の層でできた高k構造と接触させて、露出低k表面および露出高k表面を有する組立体を形成するステップと、c前記露出低k表面上にパッチアンテナパターンを提供するステップと、d前記組立体を処理して低温同時焼成セラミック構造を形成するステップと、e前記露出高k表面上にチップ回路を提供するステップとを含む、方法。前記高k構造が、アルミナ、窒化アルミニウム、酸化ケイ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素、および基板上感光性テープPTOSからなる群から選択される高k材料からできており、6.5以上のk値を有する、請求項1に記載の方法。前記高k構造が、互いに接触し、それぞれが6.5~8の範囲内の誘電率を有する厚膜誘電体テープの1つ以上の層である、請求項1に記載の方法。前記ガラス組成物が、モルパーセントを基準として、50~6のB2O3、0/5~5.5のP2O5、SiO2、およびそれらの混合物、20~50のCaO、2~15のLn2O3式中、Lnは希土類元素およびそれらの混合物からなる群から選択される;0~6のMI2O式中、MIはアルカリ元素からなる群から選択される;および0~10のAl2O3から本質的になり、但し前記組成物が水系で粉砕可能である、請求項1に記載の方法。前記ガラス組成物が2~6ポアズのlog粘度範囲を有し、前記セラミック酸化物が、シリカ、シリケート、およびそれらの混合物から本質的になる群から選択され、前記セラミック酸化物が2~5kの範囲内の誘電率を有する、請求項1に記載の方法。前記低k厚膜誘電体組成物が、d酸化銅、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、および混合酸化物からなる群から選択される最大5重量パーセントの無機酸化物をさらに含む、請求項1に記載の方法。前記低k厚膜誘電体テープがX-Y拘束を提供する、請求項1に記載の方法。拘束テープを含むステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。前記ガラス組成物が、モルパーセントを基準として、i46~57.96のB2O3、ii0.5~8.5のP2O5、1.72~5.00のSiO2、およびP2O5とSiO2との混合物ここで、P2O5とSiO2との前記混合物の合計のモル比は3.44~8.39であるからなる群から選択されるガラス網目形成剤、iii20~50のCaO、iv2~15のLn2O3式中、Lnは希土類元素およびそれらの混合物からなる群から選択される;v0~6のMI2O式中、MIはアルカリ元素からなる群から選択される;およびvi0~10のAl2O3から本質的になり、前記ガラス組成物は、セラミックが充填された不透明ガラス組成物であり、前記ガラス組成物は結晶化前には流動し、但し、前記組成物が水系で粉砕可能である、請求項1に記載の方法。低温同時焼成セラミック基板を有する大量生産された高周波アンテナであって、前記アンテナが:a互いに接触する低k厚膜誘電体テープの1つ以上の層であって、それぞれが、3.5~6.5の範囲内の誘電率を有し、固形分を基準として:a40~80重量パーセントのガラス組成物;b20~60重量パーセントのセラミック酸化物を含み;c有機ポリマーバインダーの溶液中に分散された;低k層状構造を形成する、低k厚膜誘電体テープの1つ以上の層と、b互いに接触し、前記低k層状構造と接触する、高k材料の1つ以上の層であって、前記2つ以上のa層および前記2つ以上のb層が、露出低k表面および露出高k表面を有する組立体を形成する、高k材料の1つ以上の層と、c前記露出低k表面上のパッチアンテナパターンと、d処理されて低温同時焼成セラミック構造を形成する前記組立体と、e前記露出高k表面上のチップ回路とを含む、高周波アンテナ。前記高k材料が、アルミナ、窒化アルミニウム、酸化ケイ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素、および基板上感光性テープPTOSからなる群から選択され、6.5以上のk値を有する、請求項10に記載のアンテナ。前記高k材料が、互いに接触し、それぞれが6.5~8の範囲内の誘電率を有する厚膜誘電体テープの1つ以上の層である、請求項10に記載のアンテナ。前記ガラス組成物が、モルパーセントを基準として、50~6のB2O3、0/5~5.5のP2O5、SiO2、およびそれらの混合物、20~50のCaO、2~15のLn2O3式中、Lnは希土類元素およびそれらの混合物からなる群から選択される;0~6のMI2O式中、MIはアルカリ元素からなる群から選択される;および0~10のAl2O3から本質的になり、但し前記組成物が水系で粉砕可能である、請求項10に記載のアンテナ。前記ガラス組成物が2~6ポアズのlog粘度範囲を有し、前記セラミック酸化物が、シリカ、シリケート、およびそれらの混合物から本質的になる群から選択され、前記セラミック酸化物が2~5kの範囲内の誘電率を有する、請求項10に記載のアンテナ。前記低k厚膜誘電体組成物が、d酸化銅、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、および混合酸化物からなる群から選択される最大5重量パーセントの無機酸化物をさらに含む、請求項10に記載のアンテナ。前記低k厚膜誘電体テープが前記処理中のX-Y拘束を提供する、請求項10に記載のアンテナ。拘束テープをさらに含む、請求項10に記載のアンテナ。前記ガラス組成物が、モルパーセントを基準として、i46~57.96のB2O3、ii0.5~8.5のP2O5、1.72~5.00のSiO2、およびP2O5とSiO2との混合物ここで、P2O5とSiO2との前記混合物の合計のモル比は3.44~8.39であるからなる群から選択されるガラス網目形成剤、iii20~50のCaO、iv2~15のLn2O3式中、Lnは希土類元素およびそれらの混合物からなる群から選択される;v0~6のMI2O式中、MIはアルカリ元素からなる群から選択される;およびvi0~10のAl2O3から本質的になり、前記ガラス組成物は、セラミックが充填された不透明ガラス組成物であり、前記ガラス組成物は結晶化前には流動し、但し、前記組成物が水系で粉砕可能である、請求項10に記載のアンテナ。低k材料および高k材料の両方の性質を併せ持つ、トランシーバ、あるいは受信機および送信機などの他の回路溶の安価な基板材料を簡単に製造できることが必要である。本発明は、異なる誘電率を有する2つのLTCCテープ系一方が低kを有し、他方が高kを有するを組み合わせて、トランシーバ用途、あるいは受信機および送信機などの他の回路用途の単一のモノリス多層回路基板を形成することができる、独特で新規な方法およびその結果得られる構造を提供する。本発明は、低温同時焼成セラミック基板を有する高周波アンテナの新規で、独特で、および費用対効果が非常に高い大量生産方法を提供する。それTheは、a互いに接触する低k厚膜誘電体テープの1つ以上の層であって、それぞれが、3.5~6.5の範囲内の誘電率を有し、固形分を基準として:a40~80重量パーセントのガラス組成物;b20~60重量パーセントのセラミック酸化物を含み;c有機ポリマーバインダーの溶液中に分散された、1つ以上の層を提供して;低k層状構造を形成するステップと、b前記低k層状構造を、高k材料の1つ以上の層でできた高k構造と接触させて、露出低k表面および露出高k表面を有する組立体を形成するステップと、c露出低k表面上にパッチアンテナパターンを提供するステップと、d組立体を処理して低温同時焼成セラミック構造を形成するステップと、e露出高k表面上にチップ回路を提供するステップとを含む。本発明の実施形態においては、高k構造は、アルミナ、窒化アルミニウム、酸化ケイ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素、および基板上感光性テープPTOSからなる群から選択される高k材料から形成され、6.5以上のk値を有する。本発明の別の実施形態においては、高k構造は、互いに接触し、それぞれが6.5~8の範囲内の誘電率を有する厚膜誘電体テープの1つ以上の層である。本発明は、前述の本発明の方法により作製される、独特で費用対効果が非常に高い高周波アンテナをも提供する。本発明の方法、ならびに本発明の種々の実施形態を実施することで得られる構造およびデバイスの大幅な改善を説明するための根拠として、両方の種類の積層材料の利点を兼ね備えながら、回路性能に悪影響を与えない、低k層および高k層の両方を有する多層積層構造が使用される現在の技術水準について説明する。しかし、より詳細に検討するように、それらの製造方法は扱いにくく複雑であり、個別の低k成分および高k成分は高価であり、どちらも単位製造当たりのコストを上昇させる。典型的なトランシーバは、効率的に機能させるために低k材料および高k材料の両方を組み合わせることが必要なため、現在の設計では、トランシーバのチップ取付側に高kセラミック材料が使用され、アンテナ側に低k有機材料が使用される。2つの完全に異なる種類の材料低k用の有機および高k用のセラミックの間のこの複合構造によって、性質の非常に大きな不一致が生じ、中間構造材料なしにはこれらの材料を互いに取り付けることはできない。高度に研磨されおよび精密に機械加工されたアルミニウムでできた金属ベースプレートが、このようなトランシーバパッケージの主要部分として現在使用されている。これら3つの構成要素;i低k有機アンテナ基板、ii高kセラミックMMIC基板、およびiii金属ベースプレートは、別々に製造する必要がある。3つの構成要素のそれぞれで、完全に異なる製造方法が使用される。次に、これらが互いに組み立てられて、トランシーバユニットが形成される。非常に低損失の電気相互接続が、金属板を介したMMICセラミック基板および有機アンテナ基板との間に必要である。現在、金属板上に製造できる相互接続構造の最良の設計解は、空気で満たされた導波管であり、これには非常に高い幾何学的精度が必要となる。さらに、積層体有機およびセラミックの両方上に印刷されたマイクロストリップ相互接続と、空気で満たされた導波管との間の界面での好適な遷移を設計し、最適化し、製造する必要がある。このような遷移は損失が大きくなる傾向にあり、全体としてのシステムの予算の減少が非常に限定される。さらに、組立ステップには、費用構造に付け加えられる非常に特殊なプロセス用機器が必要である。3つの異なるサブコンポーネントを取り扱い、それらを空間で操作し、次に信号損失を制限するために最小減の空間不整合で互いに取り付けるための高精度のプロセスが必要となるため、組立段階での大きな歩留まりの効果も存在する。全体として、トランシーバ実装のこの現在の設計解は非常に複雑で、費用のかかるプロセスであり、その結果、最終システムの費用が高くなって、自動車の適応走行制御ACCシステムのトランシーバ周辺に形成されるシステムの市場での受け入れが制限される。このようなトランシーバ実装の典型的な一例を図1中に示す。本発明の実施形態においては、低kのLTCCテープの複数層を使用し、これが高kのLTCCテープの複数層と互いに積層されて、単一基板LTCCに加工されることは、トランシーバ実装の解決法を提供する技術分野における大きな進歩となる。同時に、前述の現在の技術水準によって生じる多数の問題は、後述するように解消または大幅に縮小される。本発明は、低kおよび高kの両方の積層層を同じモノリス基板中に有するようにLTCC材料を設計できることを利用する。本発明の実施形態においては、低kのLTCCテープの複数の層が高kのLTCCテープの複数の層と互いに積層され、加工されて単一基板LTCCとなる。本発明の別の実施形態においては、アンテナ構造が低k層上に製造され、一方、MMICが高k層上に搭載される。本発明は、完全にセラミックである構造を提供するので、表1.1で前述したセラミック材料の全ての利点が得られる。具体的には、i高い機械的強度および剛性、ii密封性、iii非常に低い吸水性、ivICチップに対するCTE熱膨張係数の優れた一致、vより高い誘電率のためにより低レベルのクロストーク、およびvi非常にコンパクトな回路設計のすべてが本発明の単一基板LTCCによって得られる。MMICとアンテナ分岐回路とを分離する必要性は、1つの共通の基板中に両方の機能が組み合わされるので、本発明によって解消される。さらに、本発明のLTCC構造は金属ベースプレートインターポーザーが不要であるため、コストが大きく削減される。現行の方法の歩留まりの低下の主要な原因である複雑な組立ステップが完全になくなり、コストの大幅な削減が実現される。さらに、組立ステップがなくなることで、サイクル時間が短縮され、したがって組立体ラインの処理量が大幅に改善される。最後に、印刷伝送ラインたとえば、マイクロストリップ、共平面導波管、ストリップラインから空気で満たされた導波管への変更が不要になり、システム予算の削減が改善される。本発明で提案される1つの基板LTCCに使用される製造方法は単に標準的なLTCCプロセス、すなわち、スクリーン印刷、積層、および焼成を使用するため、LTCC処理に一般に必要なもの以外のさらなる特殊な設備への資本投資が不要である。図2Aは、本発明によるトランシーバパッケージの概略図を示している。図2Bは、低k層上に印刷されたフェーズドアンテナアレイを示している。図2Cは、本発明の完成した単一基板LTCCトランシーバの断面を示している。図2Dは、現在の技術水準と、本発明の実施形態との費用構造の比較である。放射効率は、アンテナアレイの重要な運転パラメータの1つである。放射効率は、放射される電磁エネルギーと、種々の損失機構によって散逸される電磁エネルギーとの比である。典型的な損失機構としては、導電性素子の抵抗損失、基板材料の誘電損失、ならびに表面波の励起および伝播による損失が挙げられる。抵抗損失および誘電損失は、高い導電性を有する導体、および低い損失正接を有する基板材料を選択することによって減少させることができる。しかし、表面波損失は重要であり、誘電体の厚さおよび基板の誘電率に依存する。表面波損失は、特定の基板厚さの場合、アンテナ基板の誘電率とともに増加する。さらに、表面波は、放射線パターンの性質に悪影響を与え、その結果、副ローブレベルおよび干渉偏波効果が大きくなる。表面波損失の影響は、動作周波数の増加とともに大きくなる。したがって、アンテナ材料の誘電率を比較的低く維持することが非常に重要である。しかし、誘電率が低すぎる場合には、より大きな金属化パターンを含むアンテナが必要になり、それによって、アンテナアレイの全体のサイズが大きくなる。次にこれによって、システム全体の占有面積が仕様を超える。本発明の複合的な低k/高kの組み合わせのLTCC基板によって、回路全体の占有面積をより小さく維持する必要性と、同時に比較的高い放射効率との間の非常に良好なバランスが実現される。図3は、4つの異なるアンテナ基板材料の周波数の関数としての放射効率の変動を示している。すべての場合で、周波数が増加するとともに放射効率が低下している。しかし、周波数に伴う放射効率の低下速度は、最高誘電率の材料この場合誘電率が10のアルミナで最高となる。したがって、周波数とともに放射効率が低下する悪影響を軽減するためには、アンテナ基板の誘電率が低いことが好都合であることが明らかである。さらに、低誘電率の利点は、高周波数においてより顕著となる。以下の表3は、考慮される材料の種々の周波数における放射効率の絶対値を示している。本発明による低k/高k構造は、一方の側でトランシーバ中のアンテナ基板として機能する3.5~6.5の範囲内、または別の実施形態においては4~5の範囲内の誘電率を有する低k層を有する。表から明らかなように、本発明による低k/高kのLTCC構造は、本発明の多層積層LTCC構造中に低k層が存在するために、標準LTCCおよびアルミナの両方を含めた他のセラミック材料と比較して、30GHzを超える周波数で放射効率の顕著な改善が得られる。アンテナサイズに対する効果は、本発明の多層積層LTCC構造のもう1つの利点である。典型的なトランシーバアレイアンテナは、アンテナ金属化パターンの大きなマトリックスと各素子とで構成され、全体のマトリックスは長方形または円形などの単純な幾何学的形状をとる。一般に、トランシーバ全体の面積を基準とすると、アレイアンテナは最大のサブシステムである。したがって、システム全体の占有面積を小さく維持するために、アンテナアレイが湿る面積を最小限にすることが重要である。各アンテナ素子の大きさは、アンテナ基板の誘電率に依存し、誘電率に逆相関する。これは、高い誘電率を有する材料がアンテナ基板として使用される場合、特定の動作周波数で、得られる素子のサイズが小さくなることを意味する。しかし、より良い放射効率のためには、アンテナ基板は、より低い誘電率を有する必要がある。明らかに、高放射効率と、より小さな面積との要求は、同時に満たすことができず、設計上で妥協する必要性が生じる。したがって、良好な放射効率を十分小さな占有面積とともに保証するためには、中間の誘電率を有するアンテナ基板が必要となる。一例として、表4は、一般に使用される電子実装材料での長方形マイクロストリップパッチアレイの各素子によって占められる面積を示している。アレイ全体は、一般に100~1000個のこれらの素子で構成され、大きな面積の構造となる。表4より明らかなように、アンテナ素子の最小面積は誘電率が約10のアルミナの場合に実現され、有機材料では、アンテナの大きさはほぼ3倍になる。放射線効率表3およびアンテナ素子の面積表4を比較することによって、より小さな占有面積を有し、最高の放射効率を有する有機材料よりも小さい占有面積を有するLTCCと比較して、本発明による低k/高kのLTCC構造が、より良好な放射効率が実現されることが分かる。したがって、本発明による低k/高kのLTCC構造の別の独特の利点は、既存の設計と比較した場合に、アンテナ放射効率と回路全体の面積との間に要求される妥協が実現されることである。相互接続サイズに対する効果は、本発明による低k/高kのLTCC構造のさらに別の利点である。電子実装に用いられるあらゆる誘電体基板の主要な機能の1つは、低損失の電気相互接続を実現する媒体を提供することである。これらの相互接続は、制御されたインピーダンス伝送ラインの形態をとり、種々の部品およびサブシステムの間、最も重要には集積回路チップの間で信号を伝達する。相互接続を画定する金属化の幅は、インピーダンスの制御における重要なパラメータであり、誘電率の逆関数である。低誘電率を有する基板材料の場合は、相互接続の幅を広くする必要があり、逆の場合も同様である。したがって、低k材料上の相互接続はより多くの空間をとり、そのため回路全体の占有面積が非常に大きくなる。他方、狭い制御されたインピーダンスの相互接続では、より高い誘電率の材料上で容易に実現できる。本発明による低k/高kのLTCC構造は、基板のチップ取付側が6.5~8.0程度の誘電率を有するLTCC層で構成されるので、この点に関して独特の利点が得られる。したがって、本発明の基板による低k/高kLTCC構造は、低k層上に良好な放射効率およびより小さなサイズのアンテナを製造することができ、同時に高k層上に狭い制御されたインピーダンスのチップ相互接続を支持することができる。これによって、一方がアンテナ機能に最適化され、他方がチップ取付および相互接続に最適化された2つの別々の基板材料を有する必要がなくなり、それによってトランシーバ回路の設計、組立、および製造が顕著に簡略化される。埋め込み受動素子の集積化の可能性が、本発明による低k/高kのLTCC構造のもう一つの利点である。一般に、トランシーバ回路は、多数の種々の受動素子を使用することで、種々の電気的機能が実現される。抵抗器およびコンデンサは、トランシーバの最も広く必要とされる受動機能である。本発明による低k/高kのLTCC構造は多層セラミック複合材料であるので、抵抗器およびコンデンサ膜ペーストをLTCCテープとともに同時焼成し、金属化して、受動素子を積層体中に埋め込むことができ、それによって基板の外面上の貴重な回路面積が開放される。図2Cを参照すると、本発明の単一基板LTCCトランシーバには、LTCC構造の個別の層および/またはパッチアンテナグリッドおよび/またはMMICデバイスの間の電気相互接続に関して本明細書において議論した基板によって生じる特定の要求および制限が存在しない。設計の要求および設計者の創造性に依存して、MMIC間、およびMMICとアンテナとの間で、あらゆる単純または複雑な相互接続案が生じうる。これらの相互接続は、各基板層の界面上の信号トレース、異なる層上のビア接続トレースなどによって形成された経路を有することができる。このことは、当技術分野において既に周知のあらゆる多層またはLTCC回路の場合と全く同じである。相互接続の個別の性質とは無関係に、高k材料はトレースを狭くできるため多数の相互接続線を特定の面積中に同時に配置できるという意味で、高k層は、非常に高い相互接続または導体の密度が可能となる。同時に、アンテナの製造は低k層上で行うことができる。本発明の実施形態においては、設計者が使用を望む個別のトランシーバ構成に依存して、1つ以上のMMICが存在することができる。別の実施形態においては、MMICパッケージおよびMMICを有さないパッケージと非常に類似して実装されるトランジスタが存在することができる。一般に、本発明は、本発明による低k/高kのLTCC構造の低k表面上にMMICおよび/またはトランジスタなどの能動部品を含む。本発明による低k/高kのLTCC構造の低k表面上のMMICおよび/またはトランジスタなどの能動部品のそれぞれと、およびパッチアンテナグリッドと間には接続の最小数は存在しない。このような構成は、個別の設計に依存する。上記の説明にかかわらず、本発明による低k/高kのLTCC構造の低k表面上のMMICおよび/またはトランジスタなどの能動部品の1つと、アンテナグリッドとの間には、少なくとも1つの相互接続が必要である。本発明の実施形態においては、この1つの線接続は、すべてのアンテナグリッドに給電するために分岐することができる。本発明の別の実施形態においては、アンテナグリッドの各素子は、独立した専用の相互接続で給電する、各素子用のMMICの組を有することができる。典型的なシステム設計の1つでは、アンテナグリッドに給電する複数のMMICから始まる20程度の相互接続が存在することができる。本明細書において使用される場合、用語厚膜および厚膜ペーストは、有機媒体中の微粉砕固体の分散体であって、ペーストのコンシステンシーを有するか、テープキャスティング可能なスラリーであり、スクリーン印刷、ならびに吹き付け、浸漬、インクジェット、またはロールコーティングに適したレオロジーを有する分散体を意味する。本明細書において使用される場合、用語厚膜は、処理後に数ミクロン以上の厚さの膜を形成する、スクリーン印刷ビヒクル中の粉末の懸濁液またはテープキャスティング可能なスラリーを意味する。この粉末は、典型的には、機能相、ガラス、および基板に接着させるためなどのその他の添加剤を含む。ビヒクルは、典型的には有機樹脂、溶媒、およびレオロジー的な理由の添加剤を含む。このようなペーストの有機媒体は、通常、溶媒中に溶解させた液体バインダーポリマーと種々のレオロジー剤とで構成され、これらすべては焼成プロセス中に完全に熱分解する。このようなペーストは、抵抗性または導電性のいずれであってもよく、場合によっては誘電性であってもよい。本発明の厚膜組成物は、焼成中に焼結させるために必要な機能性固体としての無機バインダーを含有する。好適な有機媒体材料のより詳細な議論は、Usalaに付与され参照により本明細書に援用される米国特許第4,536,535号明細書に見ることができる。ある実施形態においては、焼成した誘電体厚膜層は、1つの印刷層またはテープ層で約3~300ミクロンであり、その中のあらゆる範囲が含まれる。さらなる実施形態においては、焼成した誘電体厚膜層の厚さは3~5ミクロンの範囲内、5~10ミクロンの範囲内、10~15ミクロンの範囲内、30~250ミクロンの範囲内である。I.高k誘電体テープ組成物本発明は、市販の誘電性体厚膜テープ組成物を、外部または内部のいずれかの拘束テープとして使用する。これらの市販の高k誘電体厚膜テープは、ホウ酸塩ガラス、ホウケイ酸塩ガラス、またはボロホスホシリケートガラスの網目構造などの結晶性ガラスを主成分とする系を含み、市販のテープの番号951、943、または参照により本明細書に援用される米国特許出願第11/543742号明細書に記載のテープにおいて使用されているE.I.duPontdeNemoursandCompanyより市販される。これらの市販の高kテープは本発明において特に有用である。本明細書において使用される場合、高kテープは6~8kの範囲内である。上記の誘電体テープは、標準的な拘束テープではない。標準的な拘束テープは、機能性テープ層と反応し、回路を損傷せずにLTCCデバイスから除去することができない。本発明において有用な高kテープは、典型的には非常に反応性であり、外部または内部で使用した場合の前述の標準的な拘束テープと反応する可能性があり;したがって誘電損失および誘電率などの高周波特性が低下しうる。したがって、標準的な拘束テープは、高周波用途に使用されるこれらのホウ酸塩系低損失誘電体テープとの併用には有用ではない。本発明は、以前に開発された低k誘電体厚膜組成物およびそれらの使用方法を使用し、これによって以下のことが得られる:1現在利用可能なk≒6~8よりも低い誘電率での高周波用途の低誘電損失テープ、2拘束テープを使用しない場合で、現在利用可能な7~12の収縮値よりも低い収縮値、3ある実施形態においては、高k誘電体テープ市販の製品番号943、951、および米国特許出願第11/543742号明細書に開示される市販のテープを拘束する性質が追加された低kテープ、そして最後に4低k誘電体テープは高k誘電体テープと反応し、焼成すると層間剥離が起こらない連続構造が得られ、そのため回路設計者は、適切な位置で回路の機能特性を制御するために回路のz方向での適切な位置で数種類のk値のテープを使用することができる。ある実施形態においては、低kテープおよび高kテープの焼成後、均一構造すなわち、個別のテープ層が区別できない構造が結果として得られる。本発明は、新規の低kおよび低誘電損失テープを使用する。さらに本発明に記載の低kテープは、市販の誘電体厚膜テープに対して適合性であり、LTCC構造の特定の層中に使用することができる。新規の低kテープは、市販のあらゆる機能性LTCCテープよりも低収縮性であり、現在利用可能な他の機能性グリーンテープたとえば前述の高k誘電体テープを併用する場合に、これを拘束するさらなる性質を有する。典型的には、LTCCテープは、除去可能なポリマーフィルム上に無機固体と有機固体と一時的溶媒とのスラリーをキャスティングすることによって形成される。このスラリーは、ガラス粉末と、セラミック酸化物フィラー材料と、有機系樹脂-溶媒系媒体とからなり、これらを配合し処理することによって、分散し懸濁した固体を含有する流体が得られる。均一な厚さおよび幅のコーティングが形成されるように、除去可能なポリマーフィルムの表面にスラリーをコーティングすることによって、テープが作製される。一実施形態においては、高周波LTCC用途の誘電体テープ層として使用できるLTCCテープ材料は、米国特許出願第11/543742号明細書に開示されている。さらに、米国特許出願第11/543742号明細書の誘電体厚膜テープ組成物のある実施形態は、本発明において高k厚膜テープ層として有用である。この誘電体テープは、毒性の可能性がある成分が除去されるように設計されており、均一であり6~8の範囲内の比較的低い誘電率を示す。さらに、この誘電体テープは、最高90GHz、または場合により金属充填量に依存してより高い値までの広い周波数範囲にわたって低誘電損失性能を有する。II.低k厚膜誘電体テープ組成物低kテープは、市販のLTCC回路機能性テープと比較して非常に小さい収縮を示し、さらに、LTCC構造のz方向で使用した場合に他の市販のテープを拘束し、処理後に除去する必要がない。低kテープは、高密度LTCC回路の形成に使用される場合に導体および受動電子材料に対して処理および材料の適合性を示す。低kテープ系または低kテープ系複合系と他の市販の低損失テープとの併用によって、90GHz以上までの周波数にわたって低誘電損失が得られ、PTFE構造よりも回路設計の自由度が高く、優れたX-Y拘束効果が得られ、本発明に記載のLTCC系の標準的な処理条件下で層が剥離することなく低kテープと高kテープとの間で良好な接合が得られる。本発明の厚膜誘電体テープ層の間には緩衝層は不要である。本発明の実施形態においては、RF、マイクロ波、および/またはミリ波の信号処理能力を1つのモジュール、パッケージ、または基板により高密度で集積できる自己拘束LTCC系が提供される。複数の高kおよび低k誘電体層を1つの複合モジュール、パッケージ、または基板すなわち、構造中にともに使用することができ、X-Y方向で自己拘束され、低kおよび低損失をも有する、LTCCおよび多層セラミック系は存在しない。本発明は、種々の高k値および低k値、厚さ、ならびに損失値からなる層の組み合わせを1つのLTCC構造中で使用する。LTCCデバイスに有用な市販の誘電体グリーンテープは約6~7の最低誘電率を有する。回路設計者は、市販の誘電体厚膜LTCCテープよりもはるかに低いk値を探し求めている。低K誘電体は、30GHzを超えるほぼすべてのRFモジュールで使用される。積層体中の特定のz方向の位置で6~8より小さいKの層を配置できれば、回路設計者の自由度がより高くなる。ここで、モジュールの外層上に低K誘電体を使用するので、アンテナはPTFEにおいて設計されるものと同様である。低Kを使用することで、より幅広いRF線で、50オームの抵抗を維持することができる。このことにより:1線幅の許容誤差の影響が狭い線よりも少ないため、幅広い線は歩留まりが高いこと、および2幅広い線は狭い線よりも良好な性能が得られるすなわち減衰が少ないことの二重の効果が設計に対して与えられる。あらゆるグリーンテープはLTCC処理中に収縮する。収縮は:テープ中に存在する無機酸化物の粒度および粒度分布;有機材料と無機材料との比;ポリマーの開裂un-zippingおよび解重合、ならびに炭素質種の焼失の動力学;ガラス軟化の動力学;テープ中のガラス成分と、無機フィラー材料が存在する場合の無機フィラー材料との相互作用;ガラスが結晶性の場合の、結晶の核形成および成長などの多くのパラメータと関連性がある。収縮は3次元の減少であるが、LTCC回路設計者にとっての最も重要な側面はX-Y収縮である。好ましい結晶成長であれば、設計に対する影響は少ない。しかし長い結晶成長では、表面粗さ、望ましくない性質のばらつきが生じうる。X-Y収縮が0である、および/または可能な最低レベルに収縮を制御することが望ましい。セラミックの専門家は、LTCCテープを制御し拘束する材料およびテープを開発している。これらの拘束テープは、アルミナおよびシリカなどのLTCCの加工温度において最小限で焼結可能なセラミック材料を主成分とする。これらの拘束テープに対する他の要求は、回路の焼結後にLTCC回路の表面から容易に除去できるべきであること;すなわち機能性テープ層に対する反応性が最低限となるべきことである。ある拘束テープは、機能性テープの複合層のZ方向に挿入することによって内部で使用され、それらが回路の一部となり、外部での拘束に使用されるテープとは異なり除去されない。このようなすべての利用可能な内部拘束テープは、高周波用途に必要な誘電率よりも高い誘電率を有する。高周波用途に使用され、前述の項で説明したLTCCテープは、ホウ酸塩ガラスまたは放映酸塩ガラス、またはボロホスホシリケートガラスが主成分の系であり、これはLTCC処理条件で結晶化し、低粘度残存ガラスが残存する。外部拘束テープは残存ガラスと反応するため、回路の損傷、および/または残留物の残存を引き起こすことなく処理後に除去することが困難である。表面上にこのような残留物が残存すると、表面上に機能単位を付け加えることが不可能になる。拘束テープを使用せずに設計の要求に応じるために、0または許容される最低限の収縮に近い低い収縮値を有するLTCCテープが開発されると理想的である。テープを内部および/または外部から拘束し、複合材料の収縮を最小限まで減少させることは、将来のデバイスの要求条件に対する必須の要求である。標準的な拘束テープは、それらのテープの化学的性質では使用することはできないが、その理由は、それらが互いに反応し、処理後に除去することができず、そのため、コントレイニングcontrainingテープが機械的に除去した場合に、誘電特性の低下:K、誘電損失、および回路表面の損傷の増加が起こるからである。本発明は、ガラスの結晶化を制御し、残存ガラスの粘度を制御し、焼成した複合材料の誘電率を低下させるためのセラミック酸化物フィラーを有するホウ酸塩、ホウケイ酸塩、またはボロホスホシリケートの結晶性ガラス系テープにも関する。さらに、この新規のテープは、他の市販の低誘電損失テープと適合させることができ、そのため数種類の特性機能を得るために互いに一体化させることができる。さらに、低Kおよび低損失誘電特性を有する特定の層を回路中に組み込もうと回路設計者が望むのであれば、適合した化学的性質を有するあらゆるLTCC複合系中に本発明のテープを組み込むことができる。このような組み込みによって、系中の他のテープ層の機能特性の変化を誘導することもできる。本発明の材料は、鉛カドミウムの酸化物などの毒性金属酸化物を含まないことを特徴とする。本発明の材料は、現在のテープ誘電体材料において有用な約850~875°Cにおける処理が意図されている。処理条件は、特にLTCC回路用に調節することができる。本発明のテープは、スクリーン印刷またはテープキャスティング、またはその他の類似の加工条件によって取り付けられた導体、埋め込みコンデンサ、およびその他の受動電気部品と同時焼成することが意図されている。A.セラミック酸化物少量のSiO2が加えられた本明細書に記載の組成物は、Ag系の導体線との適合性に関して顕著な改善を示した。Ag導体線の近傍で相互作用する傾向は、高粘度残存ガラスが得られるガラスから作製した試験テープ組成物において抑制される。予期せぬことに報告される誘電損失特性は、組成物中に少量のSiO2を加えても、テープ誘電体の誘電特性は大きく変化しないことを示している。この場合に示されたガラスへの少ない添加量のSiO2の添加は、Donohueらの米国特許第6,147,019号明細書には報告されていない。SiO2の添加は誘電損失に関して有益ではないことが示された。本発明においては、誘電率およびグリーンテープ収縮を低下させてLTCC設計者の低k要求を満たすために、はるかに多量のシリカが第2の結晶相フィラーとして、ホウ酸塩ガラスまたはホウケイ酸塩ガラスまたはボロホスホシリケートガラスに加えられる。したがって、本発明は、低k厚膜誘電体テープ組成物であって、全無機組成物の重量を基準として:140~80、好ましくは45~55の、ホウ酸塩系、またはホウケイ酸塩、またはボロホスホシリケート系のガラス組成物、たとえば米国特許第6,147,019号明細書に記載される化学的性質のガラス;2006年10月5日に出願され本願と同一の譲受人に譲渡され許可された米国特許出願第11/543,742号明細書に開示され請求されるガラス;GreenTape951中に使用されるDUPONTガラス、またはピーク焼成温度において2~6ポアズのlog粘度範囲を有する類似の結晶性ガラス、220~60、好ましくは30~50の、ガラスの化学的性質に適合するセラミック酸化物または混合酸化物フィラー、たとえばシリカ、シリケート、30~5の他の無機酸化物および化合物、たとえば酸化銅および類似の化学的性質を有するその他のものを含む低k厚膜誘電体テープ組成物を提供する。B.ガラスフリットテープ組成物の配合においては、セラミック材料の量に対するガラスの量が重要である。20~60重量のフィラー範囲が、十分な緻密化の実現において望ましいと考えられる。フィラー濃度が60重量を超えると、焼成構造は十分に緻密化せず、孔隙が多くなりすぎる。望ましいガラス対フィラー比の範囲内では、焼成中に、フィラー相が液体ガラスと飽和するようになるのは明らかである。ガラス-フィラー比の変動は、軟化点におけるガラスの粘度、残存ガラスの粘度、およびいわゆるガラス網目構造形成剤に対するフィラーの性質にも依存する焼成時に組成物のより高い緻密化を実現するためには、無機固体の粒度が小さいことが重要である。特に、実質的にすべての粒子が15umを超えるべきではなく、好ましくは10umを超えるべきではない。これらの最大サイズの制限下では、ガラスおよびセラミックフィラーの両方の粒子の少なくとも50が、1umを超え6um未満であることが好ましい。本発明において使用されるガラス組成物の一実施形態は、モルパーセントを基準として、50~56のB2O3、0.5~5.5のP2O5、SiO2、およびそれらの混合物、20~50のCaO、2~15のLn2O3式中、Lnは希土類元素およびそれらの混合物からなる群から選択される;0~6のMI2O式中、MIはアルカリ元素からなる群から選択される;および0~10のAl2O3から本質的になるボロホスホシリケートガラス網目であり、但し、この組成物は水系で粉砕可能watermillableである。本発明において使用される別のガラスは、Donahueに記載されており、別のものがHangらに記載されている。本発明において使用されるガラス組成物のさらなる一実施形態は、モルパーセントを基準として、i46~57.96のB2O3、ii0.5~8.5のP2O5、1.72~5.00のSiO2、およびP2O5とSiO2の混合物ここで、P2O5とSiO2との混合物の合計のモル比は3.44~8.39であるからなる群から選択されるガラス網目形成剤、iii20~50のCaO、iv2~15のLn2O3式中、Lnは希土類元素およびそれらの混合物からなる群から選択される;v0~6のMI2O式中、MIはアルカリ元素からなる群から選択される;およびvi0~10のAl2O3から本質的になるガラス組成物であり、前記ガラス組成物は、セラミックが充填された不透明ガラス組成物であり、前記ガラス組成物は結晶化前には流動し、但し、この組成物は水系で粉砕可能である。本発明において使用される無機フィラーは、表面積が0.5~15.0m2/g、好ましくは7.0~13.0m2/gであるシリカ粉末である。850°Cの最高焼成温度で2~6ポアズのlog粘度範囲を有する結晶性ガラスのぬれ特性に適合する他の混合セラミック酸化物および/またはセラミック酸化物の混合物。C.有機媒体ガラスおよびセラミック無機固体が分散される有機媒体は、揮発性有機溶媒中に溶解した有機ポリマーバインダーと、任意選択的に可塑剤、剥離剤、分散剤、剥離剤、消泡剤、安定剤、および湿潤剤などの他の溶解した材料とで構成される。結合効率をより良くするため、全組成物を基準として少なくとも5重量のポリマーバインダーを90重量の固体ガラスおよびセラミックフィラーを含むに対して使用することが好ましい。しかし、30重量以下のポリマーバインダーおよびその他の可塑剤などの低揮発性改質剤、および最低70の無機固体を使用することがより好ましい。これらの制限内で、熱分解によって除去する必要がある有機物の量を減少させ、焼成による十分な緻密化を促進するよりよい粒子充填を得るために、バインダーおよびその他の低揮発性有機改質は可能な最小量で使用することが望ましい。従来、種々のポリマー材料がグリーンテープ用のバインダーとして使用されており、たとえば、ポリビニルブチラール、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、セルロース系ポリマー、たとえばメチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、メチルヒドロキシエチルセルロース、アタクチックポリプロピレン、ポリエチレン、ケイ素ポリマー、たとえばポリメチルシロキサン、ポリメチルフェニルシロキサン、ポリスチレン、ブタジエン/スチレンコポリマー、ポリスチレン、ポリビニルピロリドンpolyvinylpyrollidone、ポリアミド、高分子量ポリエーテル、エチレンオキシドとプロピレンオキシドとのコポリマー、ポリアクリルアミド、ならびに種々のアクリルポリマー、たとえばポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリル酸低級アルキル、ポリメタクリル酸低級アルキル、ならびにアクリル酸低級アルキルおよびメタクリル酸低級アルキルの種々のコポリマーおよびマルチポリマーが使用されている。メタクリル酸エチルとアクリル酸メチルとのコポリマー、およびアクリル酸エチルとメタクリル酸メチルとメタクリル酸とのターポリマーが、スリップキャスティング材料のバインダーとして従来使用されている。1985年8月20日に発行されUsalaに付与された米国特許第4,536,535号明細書には、0~100重量のメタクリル酸C18アルキル、100~0重量のC18アクリル酸アルキル、および0~5重量のアミンのエチレン系不飽和カルボン酸の相溶性マルチポリマーの混合物である有機バインダーが開示されている。上記ポリマーは、最大量の誘電性固体とともに最小量で使用することができるので、これらは好ましくは本発明の誘電体組成物の製造に選択される。この理由のため、上記参照のUsalaの出願は参照により本明細書に援用される。多くの場合ポリマーバインダーは、バインダーポリマーに対して少量の可塑剤も含み、この可塑剤はバインダーポリマーのガラス転移温度Tgを低下させる機能を果たす。当然ながら、可塑剤の選択は、改質する必要があるポリマーによって主として決定される。種々のバインダー系で使用されている可塑剤の中では、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジオクチル、フタル酸ブチルベンジル、リン酸アルキル、ポリアルキレングリコール、グリセロール、ポリエチレンオキシド、ヒドロキシエチル化アルキルフェノール、ジアルキルジチオホスホネート、およびポリイソブチレンが挙げられる。これらの中で、アクリルポリマー系では、比較的低濃度で効率的に使用できるため、フタル酸ブチルベンジルが最も頻繁に使用される。キャスティング溶液の溶媒成分は、ポリマーが完全に溶解し、大気圧で比較的少ない加熱によって分散体から溶媒を蒸発させることができる十分高い揮発性が得られるように選択される。さらに、溶媒は、有機媒体中に含まれる他のあらゆる添加剤の沸点または分解温度よりも低温で十分沸騰する必要がある。したがって、大気圧沸点が150°C未満である溶媒が最も頻繁に使用される。そのような溶媒としては、アセトン、キシレン、メタノール、エタノール、イソプロパノール、メチルエチルケトン、酢酸エチル、1,1,1-トリクロロエタン、テトラクロロエチレン、酢酸アミル、2,2,4-トリエチルペンタンジオール-1,3-モノイソブチレート、トルエン、塩化メチレン、およびフルオロカーボンが挙げられる。上記の個々の溶媒は、バインダーポリマーを完全に溶解させなくてもよい。しかし、他の溶媒と混合した場合に、それらは十分に機能する。このことは、十分に当業者の知識の範囲内にある。環境に有害なクロロカーボンの使用が回避されるので、特に好ましい溶媒は酢酸エチルである。溶媒およびポリマーに加えて、テープの亀裂を防止し、ブランキング、印刷、および積層などのコーティングされた状態のテープの取扱性の範囲を広げるために、可塑剤が使用される。好ましい可塑剤の1つは、RohmandHaasCo.製造のBENZOFLEX登録商標400であり、これはポリプロピレングリコールジベンゾエートである。用途前述のガラス、セラミックフィラー、ポリマーバインダー、および溶媒のスラリー分散体の薄層を可撓性基材上にキャスティングし、キャストした層を加熱して揮発性溶媒を除去することで、グリーンテープが形成される。これによって、溶媒を含まないテープ層が形成される。次に、テープは、打ち抜いてシートにされるか、またはロール形態で回収される。グリーンテープは典型的には、多層電子回路の誘電性または絶縁性材料として使用される。グリーンテープのシートは、回路の実際の寸法よりも幾分大きいサイズで各コーナーの位置決め孔とともに打ち抜かれる。多層回路の種々の層に接続するために、グリーンテープ中にビアホールが形成される。これは、典型的には機械的な打ち抜きによって行われる。しかし、鋭く集光されたレーザーまたはその他の方法を使用して、グリーンテープを揮発させてビアホールを形成することができる。典型的なビアホールのサイズは0.004インチ~0.25インチの範囲である。層間の相互接続は、ビアホールに厚膜導電性インクを満たすことによって形成される。通常このインクは、標準的なスクリーン印刷技術によって塗布される。回路の各層は、導体トラックをスクリーン印刷することによって完成される。また、抵抗器インクまたは高誘電率インクを選択された層上に印刷して、抵抗性または容量性回路素子を形成することができる。さらに、多層コンデンサ産業において使用されるものと類似の特別に配合された高誘電率グリーンテープを、多層回路の一部として組み込むことができる。回路の各層が完成した後、個々の層を順番に並べて積層する。層間の正確な位置合わせを保証するために、限定された一軸または静水圧加圧ダイを使用する。積層組立体をホットステージカッターhotstagecutterでトリムする。焼成は、典型的には標準的な厚膜コンベヤベルト炉中、またはプログラムされた加熱サイクルの箱形炉中で行われる。この方法は、上部および/または底部の導体を、拘束された焼結構造の一部として同時焼成することもでき、上部層および底部層として従来の剥離テープを使用し、焼成後に剥離テープを除去し清浄にする必要がない。本発明の焼成したテープまたはフィルムの誘電特性は、存在する全体の結晶およびガラスの量および/または質、ならびにその他の要因に依存する。低温同時焼成セラミックLTCCデバイスの誘電特性は、使用される導体にも依存する。ある実施形態においては、導体と誘電体テープとの相互作用によって、デバイスの誘電体部分の化学的性質が変化することがある。加熱プロファイルの調節、および/またはテープ中のフィラーの質および/または量の変更、および/または導体の化学的性質の変更によって、当業者は誘電率および/または誘電損失値を変化させることができる。本明細書において使用される場合、用語焼成は、組立体を空気などの酸化性雰囲気中、ある温度で、組立体の層中のすべての有機材料を揮発焼失させるのに十分な時間加熱して、層中のすべてのガラス、金属、または誘電体材料を焼結させ、それによって組立体全体を緻密化させることを意味する。隣接する機能性層の適切な導電性経路にビアが正しく接続されるように、層の積層ステップのそれぞれについて、正確に位置合わせを行う必要があることは当業者には理解されよう。用語機能性層は、導電性、抵抗性、または容量性の機能を有する印刷されたグリーンテープを意味する。したがって、前述したように、典型的なグリーンテープ層の上には、1つ以上の抵抗器回路および/またはコンデンサならびに導電性回路を印刷することができる。10を超える層を有する多層積層体は、有機熱分解に十分な時間を得るために、典型的には焼成サイクルが20時間を超えうることが必要となることも理解されよう。本発明の組成物の使用は、一般に、多層回路を含む電子製品の形成、ならびに限定するものではないが、高周波センサー、マルチモードレーダーモジュール、電気通信部品およびモジュール、ならびにアンテナなどのマイクロ波およびその他の高周波回路部品の形成に使用することができる。本発明に記載のシステムは、マイクロ波機能を1つのモジュール、パッケージ、または基板上により高度に集積することができる。他の主要な意義は、複数の誘電体層を使用し、1つの複合モジュール、パッケージ、または基板中で互いに使用することができる、他のLTCCまたは多層セラミック系が存在しないことである。本発明は、種々のK値、厚さ、損失値からなる層の組み合わせを1つの複合構造中で使用する。多層回路の形成本発明は、前記回路が0~5の範囲内のx,y-収縮を実現し、前記低k拘束テープ層が2~5の範囲内のk値を有し、前記テープによって、高周波数LTCC回路設計者の個別の回路の要求に応じて、数種類のテープを本発明に記載のテープと混合または一致させる自由度が高くなるステップを含む多層回路の形成方法をさらに提供する。これらの多層回路は、誘電体層を絶縁することによって分離された数層の導体で回路が構成されることが必要である。絶縁される誘電体層は、本発明のテープの1つ以上の層によって構成することができる。導体層は、誘電体層を介した導電性経路によって層間で相互接続される。誘電体層および導体層で構成された多層構造を焼成すると、回路を機能させることができる複合材料が形成されるすなわち電気的に機能する複合構造が形成される。本明細書において定義される複合材料は、多層構造の焼成によって得られる個別の部品から構成される構造材料であり、これによって電気的に機能する回路が得られる。"