JP2005203723A - Glass ceramic substrate and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガラスセラミックス焼結体から成る絶縁基体の内部に、ガラスセラミック絶縁層と同時焼成されて形成されるとともに内部にコイル用導体が埋設された、インダクタンス値を上げるためのフェライト層が設けられたガラスセラミック基板に関する。 The present invention provides a ferrite layer for increasing an inductance value, which is formed by firing together with a glass ceramic insulating layer and having a coil conductor embedded therein, in an insulating base made of a glass ceramic sintered body. The obtained glass ceramic substrate.
従来、携帯電話機を始めとする移動体通信機器等の電子機器には、多数の電子装置が組み込まれている。かかる携帯電話機等の通信機器は、近年小型化が急激に進んでおり、これに搭載される各種電子装置も小型化、薄型化が要求されている。例えば、ガラスセラミック基板の内部にコイルを内蔵した構成のＬＣフィルタが知られている。このＬＣフィルタの場合、従来チップ部品のコイルを用いていたのをガラスセラミック基板の内部に内蔵することで小型化、薄型化ができるという利点を有する。 2. Description of the Related Art Conventionally, many electronic devices are incorporated in electronic devices such as mobile communication devices such as mobile phones. Such communication devices such as mobile phones have been rapidly reduced in size in recent years, and various electronic devices mounted thereon are required to be reduced in size and thickness. For example, an LC filter having a configuration in which a coil is built in a glass ceramic substrate is known. In the case of this LC filter, there is an advantage that it is possible to reduce the size and thickness by incorporating the coil of the conventional chip component inside the glass ceramic substrate.
しかしながら、コイルを内蔵したガラスセラミック基板では、非磁性のガラスセラミック基板内にコイルを形成するため１００ｎＨを超えるコイルの内蔵は困難であった。そこで、近年ではガラスセラミック基板の内部にフェライト層を内蔵させることにより１００ｎＨを超えるコイルを内蔵することができ、これにより表面実装工程の簡略化およびガラスセラミック基板の小型化が図られている。これらの方法では、ガラスセラミック基板の内部にフェライト層を形成するために、フェライト層とガラスセラミック絶縁層を同時焼成している。 However, in a glass ceramic substrate having a built-in coil, it is difficult to incorporate a coil exceeding 100 nH because the coil is formed in a non-magnetic glass ceramic substrate. Therefore, in recent years, it is possible to incorporate a coil exceeding 100 nH by incorporating a ferrite layer in the glass ceramic substrate, thereby simplifying the surface mounting process and reducing the size of the glass ceramic substrate. In these methods, the ferrite layer and the glass ceramic insulating layer are simultaneously fired in order to form a ferrite layer inside the glass ceramic substrate.
一方、これらガラスセラミック基板を焼成する際、電気炉焼成よりも焼成時間が短縮でき、かつエネルギー効率が向上するといった理由から、近年、電気炉焼成に替わって特許文献３に示されるようなマイクロ波焼成が注目されつつある。 On the other hand, when firing these glass-ceramic substrates, a microwave as shown in Patent Document 3 has recently been used in place of electric furnace firing, because the firing time can be shortened and the energy efficiency can be improved as compared with electric furnace firing. Firing is drawing attention.
マイクロ波焼成は、電気炉焼成が外部からの伝熱によって被焼成物の表面から内部へ向けて加熱され焼成されるのに対し、照射されたマイクロ波によって被焼成物が自己発熱するので被焼成物を効率良く加熱することができ、被焼成物の表面と内部に温度勾配が生じにくくなることから、被焼成物の表面と内部の焼成のタイミングをほぼ同じとすることができる。このような特徴を有するマイクロ波焼成は、内部に誘電体層を持つ配線基板等の焼成においては、誘電率の高い誘電体層を選択的に焼結させることができる等の理由により、電気炉焼成では誘電体部分の焼結性が悪くなることから、焼結性向上のため利用が検討されている。
従来の構成では、フェライト層とガラスセラミック絶縁層との同時焼成において、フェライト層の熱膨張係数とガラスセラミック絶縁層の熱膨張係数とが異なるため、同時焼成過程においてフェライト層に応力がかかることにより磁歪が発生し、フェライト層の透磁率が急激に低下する問題があった。 In the conventional configuration, in the simultaneous firing of the ferrite layer and the glass ceramic insulating layer, the thermal expansion coefficient of the ferrite layer and the thermal expansion coefficient of the glass ceramic insulating layer are different, so stress is applied to the ferrite layer during the simultaneous firing process. There has been a problem that magnetostriction occurs and the permeability of the ferrite layer rapidly decreases.
また、透磁率の低下を防ぐためにフェライト層を厚く形成すると、焼成後のフェライト層が剥離しやすくなるという問題点があった。これは、焼成時の収縮および熱膨張係数がフェライト層とガラスセラミック絶縁層とで異なるためであり、フェライト層が多量に形成されれば剥離の発生は顕著になる。そこで、フェライト層とガラスセラミック絶縁層とを同時焼成により密着させるために、またそれぞれの熱膨張係数を合わせるために、フェライト層にガラス粉末またはガラスセラミック粉末を添加しなければならなかった。 Further, when the ferrite layer is formed thick in order to prevent the magnetic permeability from being lowered, there is a problem that the sintered ferrite layer is easily peeled off. This is because the shrinkage and thermal expansion coefficient during firing differ between the ferrite layer and the glass ceramic insulating layer. If a large amount of ferrite layer is formed, the occurrence of peeling becomes significant. Therefore, in order to adhere the ferrite layer and the glass ceramic insulating layer by co-firing and to match the respective thermal expansion coefficients, glass powder or glass ceramic powder has to be added to the ferrite layer.
しかしながら、フェライト層に添加されるガラス粉末やガラスセラミック粉末は非磁性体であるため、これらはフェライト層中に非磁性の空間を形成することとなり、フェライト層中のフェライトの密度が低下してしまうという問題点があった。 However, since the glass powder and glass ceramic powder added to the ferrite layer are non-magnetic, they form a non-magnetic space in the ferrite layer, and the density of ferrite in the ferrite layer is reduced. There was a problem.
一般的に、フェライト等の磁性体の磁気特性は透磁率（μ）を指標として表される。透磁率が高ければ、コイルのインダクタンスが高くなる。ただし、透磁率は磁性体中に非磁性部分が存在するとその非磁性部分の体積の３乗に比例して低下する。よって、前述のようにフェライト層にガラス粉末やガラスセラミック粉末を添加すると、フェライト層の透磁率が急激に低下してコイルのインダクタンスが低くなる問題点があった。 In general, the magnetic properties of a magnetic material such as ferrite are expressed using magnetic permeability (μ) as an index. The higher the magnetic permeability, the higher the coil inductance. However, the magnetic permeability decreases in proportion to the cube of the volume of the nonmagnetic portion when a nonmagnetic portion exists in the magnetic material. Therefore, when glass powder or glass ceramic powder is added to the ferrite layer as described above, there has been a problem that the permeability of the ferrite layer is drastically lowered and the inductance of the coil is lowered.
さらに、上記のいずれのフェライト層の形成手法においても、フェライト層の厚みを再現性良く均一に形成することが困難であるという問題があった。通常、フェライト層のガラスセラミックグリーンシート上への形成にはフェライトペーストをスクリーン印刷する手法がとられているが、これでは同じようにして作製したガラスセラミック基板のフェライト層間および同じガラスセラミック基板内の異なるフェライト層間でも厚みがばらついてしまうという問題点があった。また、局所的に厚みの薄いフェライト層が形成されれば、その部分はコイルのインダクタンスが充分に得られないので、これを回避するためにはフェライト層の厚みを必要以上に厚くする必要があるが、フェライト層を厚く形成することは前述のように焼成時の剥離を促進してしまうという問題点もあった。 Furthermore, in any of the above-described methods for forming a ferrite layer, there is a problem that it is difficult to form the thickness of the ferrite layer uniformly with good reproducibility. Usually, the ferrite layer is formed on the glass ceramic green sheet by screen printing a ferrite paste. However, in this method, the ferrite layer of the glass ceramic substrate produced in the same manner and the same glass ceramic substrate are used. There is a problem that the thickness varies even between different ferrite layers. Further, if a ferrite layer having a thin thickness is formed locally, the coil inductance cannot be sufficiently obtained in that portion. Therefore, in order to avoid this, it is necessary to increase the thickness of the ferrite layer more than necessary. However, forming the ferrite layer thickly has a problem that the peeling during firing is promoted as described above.
以上のような理由から、絶縁基体の内部のフェライト層は微小体積または低密度のものしか形成できず、また同じように作製したガラスセラミック基板間でのコイルのインダクタンスのばらつきもあり、フェライト層を用いて充分なコイル特性を持ったガラスセラミック基板を安定して得ることが困難であるという問題点があった。 For the reasons described above, the ferrite layer inside the insulating substrate can only be formed with a small volume or low density, and there is also a variation in coil inductance between glass ceramic substrates produced in the same way. There is a problem that it is difficult to stably obtain a glass ceramic substrate having sufficient coil characteristics.
また、フェライト層を複数のガラスセラミック絶縁層から成る絶縁基体および配線導体と同時焼成によって形成する際に、透磁率を高くするためにフェライト層を更に高い密度で焼成しようとした場合、電気炉での焼成ではフェライトの緻密化に限界が生じるという問題点もあった。 In addition, when a ferrite layer is formed by simultaneous firing with an insulating substrate and a wiring conductor composed of a plurality of glass ceramic insulating layers, if an attempt is made to fire the ferrite layer at a higher density in order to increase the magnetic permeability, However, there is a problem that there is a limit to the densification of ferrite.
本発明は以上のような従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、透磁率の高いフェライト層を備えており、そのフェライト層に内蔵されたコイル用導体のインダクタンスが高くかつ安定しているガラスセラミック基板およびその製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the problems in the conventional technology as described above, and an object thereof is to provide a ferrite layer having a high magnetic permeability, and the inductance of the coil conductor incorporated in the ferrite layer is reduced. An object of the present invention is to provide a glass ceramic substrate that is high and stable and a method for manufacturing the same.
本発明のガラスセラミック基板は、ガラスおよびフィラーからなるガラスセラミック絶縁層が複数層積層されて成る絶縁基体の内層に、前記ガラスセラミック絶縁層と同時焼成されて形成されるとともに内部にコイル用導体が埋設された、前記ガラスセラミック絶縁層と同じ大きさのフェライト層が、前記ガラスセラミック絶縁層との間に絶縁層および焼結金属層の少なくとも１種からなる厚みが１０μｍ以上の介在層を介在させて形成されているガラスセラミック基板であって、前記フェライト層は、前記ガラスセラミック絶縁層のガラスおよびフィラーよりも熱膨張係数が高く、前記絶縁層は、前記ガラスセラミック絶縁層よりも熱膨張係数が高いガラスおよび前記フェライト層に含有されるフェライトと同じフェライトを含有し、前記焼結金属層は、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ａｇ−Ｐｄ合金およびＡｇ−Ｐｔ合金のうちの少なくとも１種の金属およびガラスを含有していることを特徴とするものである。 The glass-ceramic substrate of the present invention is formed on the inner layer of an insulating substrate formed by laminating a plurality of glass-ceramic insulating layers made of glass and filler, and is simultaneously fired with the glass-ceramic insulating layer, and a coil conductor is formed therein. An embedded ferrite layer having the same size as the glass ceramic insulating layer is interposed between the glass ceramic insulating layer and an intervening layer having a thickness of at least one of an insulating layer and a sintered metal layer of 10 μm or more. The ferrite layer has a higher thermal expansion coefficient than the glass and filler of the glass ceramic insulating layer, and the insulating layer has a thermal expansion coefficient higher than that of the glass ceramic insulating layer. Containing the same ferrite as the ferrite contained in the high glass and the ferrite layer, Sintered metal layer are those wherein Cu, Ag, Au, Pt, that contains at least one metal and glass of the Ag-Pd alloy and Ag-Pt alloy.
本発明のガラスセラミック基板は、上記構成において好ましくは、前記フェライトが、ＺｎＦｅ２Ｏ４，ＭｎＦｅ２Ｏ４，ＦｅＦｅ２Ｏ４，ＣｏＦｅ２Ｏ４，ＮｉＦｅ２Ｏ４，ＢａＦｅ１２Ｏ４，ＳｒＦｅ１２Ｏ４およびＣｕＦｅ２Ｏ４のうちの少なくとも１種から成ることを特徴とするものである。 In the glass ceramic substrate of the present invention, preferably, the ferrite is ZnFe 2 O 4 , MnFe 2 O 4 , FeFe 2 O 4 , CoFe 2 O 4 , NiFe 2 O 4 , BaFe 12 O 4 , SrFe 12. O 4 and CuFe of 2 O 4 in that it consists of at least one in which the features.
また、本発明のガラスセラミック基板は、上記構成において好ましくは、前記ガラスセラミック絶縁層の焼成収縮開始温度および焼成収縮終了温度をそれぞれＴ１およびＴ２とし、前記フェライト層の焼成収縮開始温度および焼成収縮終了温度をそれぞれＴ３およびＴ４としたとき、Ｔ３＜Ｔ１かつＴ２＜Ｔ４であることを特徴とするものである。 In the glass ceramic substrate of the present invention, preferably, the firing shrinkage start temperature and the firing shrinkage end temperature of the glass ceramic insulating layer are T1 and T2, respectively, and the firing shrinkage start temperature and the firing shrinkage end of the ferrite layer. When the temperatures are T3 and T4, respectively, T3 <T1 and T2 <T4.
また、本発明のガラスセラミック基板は、上記構成に置いて好ましくは、前記絶縁層に含有されるガラスの軟化温度および結晶化温度をそれぞれＴ５およびＴ６とし、前記ガラスセラミック絶縁層に含有されるガラスの軟化温度をＴ７とし、前記フェライト層の焼結開始温度をＴ８としたときＴ５＜Ｔ８かつＴ７＜Ｔ６であることを特徴とするものである。 In the glass ceramic substrate of the present invention, the glass contained in the glass ceramic insulating layer is preferably T5 and T6, respectively, with the softening temperature and the crystallization temperature of the glass contained in the insulating layer being set as described above. T5 <T8 and T7 <T6, where T7 is T7 and the sintering start temperature of the ferrite layer is T8.
本発明のガラスセラミック基板の製造方法は、上記本発明のガラスセラミック基板の製造方法であって、複数枚のガラスセラミックグリーンシートと、ＺｎＦｅ２Ｏ４，ＭｎＦｅ２Ｏ４，ＦｅＦｅ２Ｏ４，ＣｏＦｅ２Ｏ４，ＮｉＦｅ２Ｏ４，ＢａＦｅ１２Ｏ４，ＳｒＦｅ１２Ｏ４およびＣｕＦｅ２Ｏ４のうちの少なくとも１種を含む、前記ガラスセラミックグリーンシートと同じ大きさの、間にコイル用導体を配置した少なくとも２枚のフェライトグリーンシートとを、前記ガラスセラミック絶縁層よりも熱膨張係数が高いガラスおよび前記フェライト層に含有されるフェライトと同じフェライト仮焼粉末を含有する絶縁ペースト層、およびＣｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ａｇ−Ｐｄ合金およびＡｇ−Ｐｔ合金のうちの少なくとも１種の金属粉末およびガラス粉末を含有する金属ペースト層の少なくとも１種を介して積層するとともに、最上層および最下層を前記ガラスセラミックグリーンシートとしたガラスセラミックグリーンシート積層体を作製する工程と、
前記ガラスセラミックグリーンシート積層体から有機成分を除去した後に焼成する工程とを有することを特徴とするものである。
The manufacturing method of the glass ceramic substrate of the present invention is a manufacturing method of the glass ceramic substrate of the present invention, and includes a plurality of glass ceramic green sheets, ZnFe 2 O 4 , MnFe 2 O 4 , FeFe 2 O 4 , CoFe. A coil conductor is disposed between the glass ceramic green sheets having the same size as at least one of 2 O 4 , NiFe 2 O 4 , BaFe 12 O 4 , SrFe 12 O 4 and CuFe 2 O 4. And an insulating paste layer containing the same calcined powder as the ferrite contained in the glass having a higher thermal expansion coefficient than the glass ceramic insulating layer and the ferrite contained in the ferrite layer, and Cu, Ag. , Au, Pt, Ag—Pd alloy and Ag—Pt alloy Laminating through at least one metal paste layer containing at least one metal powder and glass powder, and producing a glass ceramic green sheet laminate having the uppermost layer and the lowermost layer as the glass ceramic green sheet; ,
And a step of firing after removing the organic component from the glass ceramic green sheet laminate.
また、本発明のガラスセラミック基板の製造方法は、上記本発明のガラスセラミック基板の製造方法であって、複数枚のガラスセラミックグリーンシートと、ＺｎＦｅ２Ｏ４，ＭｎＦｅ２Ｏ４，ＦｅＦｅ２Ｏ４，ＣｏＦｅ２Ｏ４，ＮｉＦｅ２Ｏ４，ＢａＦｅ１２Ｏ４，ＳｒＦｅ１２Ｏ４およびＣｕＦｅ２Ｏ４のうちの少なくとも１種を含む、前記ガラスセラミックグリーンシートと同じ大きさの、間にコイル用導体を配置した少なくとも２枚のフェライトグリーンシートとを、前記ガラスセラミック絶縁層よりも熱膨張係数が高いガラスおよび前記フェライト層に含有されるフェライトと同じフェライト仮焼粉末を含有する絶縁ペースト層、およびＣｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ａｇ−Ｐｄ合金およびＡｇ−Ｐｔ合金のうちの少なくとも１種の金属粉末およびガラス粉末を含有する金属ペースト層の少なくとも１種を介して積層するとともに、最上層および最下層を前記ガラスセラミックグリーンシートとしたガラスセラミックグリーンシート積層体を作製する工程と、
前記ガラスセラミックグリーンシート積層体の上下両面に、難焼結性無機材料とガラスと有機バインダとを含む拘束グリーンシートを積層する工程と、
前記拘束グリーンシートと前記ガラスセラミックグリーンシート積層体との積層体から有機成分を除去した後に焼成して拘束シートを保持したガラスセラミック基板を作製する工程と、
前記ガラスセラミック基板から前記拘束シートを除去する工程とを含み、
前記拘束グリーンシートのガラス含有量が、前記焼成時に前記拘束グリーンシートを前記ガラスセラミックグリーンシートと結合させかつ前記拘束グリーンシートをその積層面内で実質的に収縮させない量であることを特徴とするものである。
A method for manufacturing a glass ceramic substrate of the present invention is a method for manufacturing a glass ceramic substrate of the present invention, a plurality of glass ceramic green sheets, ZnFe 2 O 4, MnFe 2 O 4, FeFe 2
Laminating a constrained green sheet containing a non-sinterable inorganic material, glass and an organic binder on both upper and lower surfaces of the glass ceramic green sheet laminate;
Producing a glass ceramic substrate holding the restraint sheet by firing after removing organic components from the laminate of the restraint green sheet and the glass ceramic green sheet laminate;
Removing the constraining sheet from the glass ceramic substrate,
The glass content of the constraining green sheet is an amount that binds the constraining green sheet with the glass ceramic green sheet during the firing and does not substantially shrink the constraining green sheet in the laminated surface. Is.
また、本発明のガラスセラミック基板の製造方法は、前記ガラスセラミック基板の製造方法において、前記ガラスセラミックグリーンシート積層体または前記拘束グリーンシートと前記ガラスセラミックグリーンシート積層体との積層体をマイクロ波吸収性の筐体で囲うとともに、該筐体を通して前記ガラスセラミックグリーンシート積層体または前記拘束グリーンシートと前記ガラスセラミックグリーンシート積層体との積層体にマイクロ波を照射することにより、有機成分の除去および焼成を行うことを特徴とするものである。 The method for producing a glass ceramic substrate of the present invention is the method for producing a glass ceramic substrate, wherein the glass ceramic green sheet laminate or the laminate of the constrained green sheet and the glass ceramic green sheet laminate is microwave-absorbed. And by irradiating the glass ceramic green sheet laminate or the laminate of the constrained green sheet and the glass ceramic green sheet laminate with microwaves through the housing, It is characterized by firing.
本発明のガラスセラミック基板によれば、フェライト層中に磁性を持たない空間を形成するガラス成分を含有しないため、フェライト層の透磁率の低下を抑えることができる。また、ガラスセラミック絶縁層よりも熱膨張係数が高いガラスおよびフェライト層に含有されるフェライトと同じフェライトを含有する絶縁層、およびＣｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ａｇ−Ｐｄ合金およびＡｇ−Ｐｔ合金のうちの少なくとも１種の金属およびガラスを含有する焼結金属層のうち少なくとも１種からなる厚みが１０μｍ以上の介在層を、フェライト層とガラスセラミック絶縁層との間に介在させたことから、ガラスセラミック絶縁層の熱膨張係数よりも熱膨張係数が大きく、かつフェライト層の熱膨張係数よりも熱膨張係数が小さい絶縁層および焼結金属層によって、フェライト層とガラスセラミック絶縁層との熱膨張差により生じる応力を緩和することができ、磁歪によるフェライト層の透磁率の低下を抑えることができる。 According to the glass ceramic substrate of the present invention, since a glass component that forms a space having no magnetism is not contained in the ferrite layer, a decrease in the magnetic permeability of the ferrite layer can be suppressed. Further, an insulating layer containing the same ferrite as the ferrite contained in the glass and ferrite layer having a higher thermal expansion coefficient than the glass ceramic insulating layer, and Cu, Ag, Au, Pt, Ag—Pd alloy and Ag—Pt alloy. Since an intervening layer having a thickness of 10 μm or more of at least one of the sintered metal layers containing at least one metal and glass is interposed between the ferrite layer and the glass ceramic insulating layer, the glass Thermal expansion difference between the ferrite layer and the glass ceramic insulating layer due to the insulating layer and the sintered metal layer having a thermal expansion coefficient larger than that of the ceramic insulating layer and smaller than that of the ferrite layer The stress caused by the above can be relaxed, and the decrease in the permeability of the ferrite layer due to magnetostriction can be suppressed.
また、フェライト層と、絶縁層および焼結金属層のうち少なくとも１種類からなる介在層とが、ガラスセラミック絶縁層および配線導体との同時焼成によって形成されることから、フェライト層および介在層とガラスセラミック絶縁層および配線導体との十分な密着性を得ることができる。さらに、ガラスセラミック絶縁層と同じ大きさのフェライト層が、フェライトグリーンシートを焼結させて形成されており、内部にコイル用導体が埋設されることによってフェライト層によるコイル用導体のインダクタンスを高く安定して保持することが可能となる。 Further, since the ferrite layer and the intervening layer composed of at least one of the insulating layer and the sintered metal layer are formed by simultaneous firing of the glass ceramic insulating layer and the wiring conductor, the ferrite layer, the intervening layer, and the glass Sufficient adhesion between the ceramic insulating layer and the wiring conductor can be obtained. In addition, a ferrite layer of the same size as the glass ceramic insulating layer is formed by sintering a ferrite green sheet, and the coil conductor is embedded inside, so that the inductance of the coil conductor by the ferrite layer is highly stable. And can be held.
また、ガラスセラミック基板が焼成収縮挙動の異なる２種のガラスセラミック絶縁層およびフェライト層を積層して成ることから、一定の焼成温度領域において、ガラスセラミック絶縁層およびフェライト層がお互いの収縮を抑制して、熱応力を抑えつつ焼結する効果も有している。 In addition, since the glass ceramic substrate is made by laminating two types of glass ceramic insulation layers and ferrite layers with different firing shrinkage behavior, the glass ceramic insulation layer and the ferrite layer suppress the mutual shrinkage in a certain firing temperature range. Thus, it also has an effect of sintering while suppressing thermal stress.
本発明のガラスセラミック基板によれば、フェライト層を形成するフェライトが、ＺｎＦｅ２Ｏ４，ＭｎＦｅ２Ｏ４，ＦｅＦｅ２Ｏ４，ＣｏＦｅ２Ｏ４，ＮｉＦｅ２Ｏ４，ＢａＦｅ１２Ｏ４，ＳｒＦｅ１２Ｏ４およびＣｕＦｅ２Ｏ４のうちの少なくとも１種から成る場合、これらのフェライトの結晶相は高い透磁率を発現することから、これらのフェライトから成るフェライト層によってより効果的にコイル用導体のインダクタンスを高くすることが可能な十分に高い透磁率を得ることができる。 According to the glass ceramic substrate of the present invention, the ferrite forming the ferrite layer is ZnFe 2 O 4 , MnFe 2 O 4 , FeFe 2 O 4 , CoFe 2 O 4 , NiFe 2 O 4 , BaFe 12 O 4 , SrFe 12. When composed of at least one of O 4 and CuFe 2 O 4 , the crystal phase of these ferrites exhibits a high magnetic permeability, and therefore, the inductance of the coil conductor is more effectively achieved by the ferrite layer composed of these ferrites. It is possible to obtain a sufficiently high magnetic permeability that can increase the resistance.
また、本発明のガラスセラミック基板によれば、ガラスセラミック絶縁層の焼成収縮開始温度および焼成収縮終了温度をそれぞれＴ１およびＴ２とし、フェライト層の焼成収縮開始温度および焼成収縮終了温度をそれぞれＴ３およびＴ４としたとき、Ｔ３＜Ｔ１かつＴ２＜Ｔ４であるものとした場合、フェライトグリーンシートの焼成収縮開始温度Ｔ３がガラスセラミックグリーンシートの焼成収縮開始温度Ｔ１よりも低いために、フェライトグリーンシートはガラスセラミックグリーンシートよりも先に焼結して収縮しようとするものの、ガラスセラミックグリーンシートはその焼成収縮開始温度Ｔ１がフェライトグリーンシートの焼成収縮開始温度Ｔ３よりも高いために未焼結の状態にあり、収縮がほとんど起こらないこととなる。そのため、フェライトグリーンシートとガラスセラミックグリーンシートとが密着して積層されている積層体においては、フェライトグリーンシートはその厚み方向には収縮するものの、厚み方向に対して直角な方向、すなわち積層面に平行な方向には収縮しようとしてもガラスセラミックグリーンシートによってその動きが拘束されるため、ほとんど収縮が起こらないものとなる。 Further, according to the glass ceramic substrate of the present invention, the firing shrinkage start temperature and the firing shrinkage end temperature of the glass ceramic insulating layer are T1 and T2, respectively, and the firing shrinkage start temperature and the firing shrinkage end temperature of the ferrite layer are T3 and T4, respectively. When T3 <T1 and T2 <T4, since the firing shrinkage start temperature T3 of the ferrite green sheet is lower than the firing shrinkage start temperature T1 of the glass ceramic green sheet, the ferrite green sheet is made of glass ceramic. The glass ceramic green sheet is in an unsintered state because its firing shrinkage start temperature T1 is higher than the firing shrinkage start temperature T3 of the ferrite green sheet, although it tries to shrink by sintering before the green sheet. There will be little shrinkage. Therefore, in a laminate in which a ferrite green sheet and a glass ceramic green sheet are laminated in close contact, the ferrite green sheet shrinks in the thickness direction, but in a direction perpendicular to the thickness direction, i.e., on the lamination surface. Even if it is going to shrink in the parallel direction, the movement is restricted by the glass ceramic green sheet, so that the shrinkage hardly occurs.
また、フェライトグリーンシートの焼成収縮終了温度Ｔ４がガラスセラミックグリーンシートの焼成収縮終了温度Ｔ２よりも高いために、フェライトグリーンシートはすでに焼結されたガラスセラミックグリーンシートによりその動きが拘束されるために積層面に平行な方向にはほとんど収縮が起こらず、厚み方向にのみ収縮が起こることとなる。そのため、積層体の焼成による収縮は厚み方向が主となって、積層面に平行な方向では収縮がほとんど発生しないものとなる。その結果、層間接続の不良や電極パターンの位置ずれの発生を抑えることができる。 In addition, since the firing shrink end temperature T4 of the ferrite green sheet is higher than the firing shrink end temperature T2 of the glass ceramic green sheet, the movement of the ferrite green sheet is restricted by the already sintered glass ceramic green sheet. The shrinkage hardly occurs in the direction parallel to the laminated surface, and the shrinkage occurs only in the thickness direction. Therefore, the shrinkage due to the firing of the laminate is mainly in the thickness direction, and the shrinkage hardly occurs in the direction parallel to the laminated surface. As a result, it is possible to suppress the occurrence of defective interlayer connection and displacement of the electrode pattern.
また、本開発のガラスセラミック基板によれば、絶縁層に含有されるガラスの軟化温度および結晶化温度をそれぞれＴ５およびＴ６とし、ガラスセラミック絶縁層に含有されるガラスの軟化温度をＴ７とし、前記フェライト層の焼結開始温度をＴ８としたとき、Ｔ５＜Ｔ８かつＴ７＜Ｔ６であるものとした場合、絶縁層に含有されるガラスの軟化温度Ｔ５がフェライトグリーンシートの焼結開始温度Ｔ８よりも低いために、フェライト層が焼結を開始するより早く絶縁層に含有されるガラスがフェライト層に拡散し液相としてフェライト層の焼結を促進させるため、絶縁層とフェライト層の界面に強固な接合界面を形成することができる。さらに、絶縁層に含有されるガラスの結晶化温度Ｔ６がガラスセラミック絶縁層に含有されるガラスの軟化温度Ｔ７よりも高いために、ガラスセラミック絶縁層内に拡散した接合層に含有されるガラスがガラスセラミック絶縁層に含有されるガラスと同時に液相として存在するため、互いの濡れ性が良くガラスセラミック絶縁層の焼結を促進させ絶縁層とガラスセラミック絶縁層の界面に強固な接合界面を形成することができる。 Further, according to the glass ceramic substrate of the present development, the softening temperature and the crystallization temperature of the glass contained in the insulating layer are T5 and T6, respectively, and the softening temperature of the glass contained in the glass ceramic insulating layer is T7, When the sintering start temperature of the ferrite layer is T8, when T5 <T8 and T7 <T6, the softening temperature T5 of the glass contained in the insulating layer is higher than the sintering start temperature T8 of the ferrite green sheet. Because the glass is low, the glass contained in the insulating layer diffuses into the ferrite layer sooner than the ferrite layer starts to sinter and promotes the sintering of the ferrite layer as a liquid phase, so the interface between the insulating layer and the ferrite layer is strong. A bonding interface can be formed. Furthermore, since the crystallization temperature T6 of the glass contained in the insulating layer is higher than the softening temperature T7 of the glass contained in the glass ceramic insulating layer, the glass contained in the bonding layer diffused into the glass ceramic insulating layer is Since it exists as a liquid phase at the same time as the glass contained in the glass ceramic insulating layer, it has good wettability with each other and promotes the sintering of the glass ceramic insulating layer to form a strong bonding interface at the interface between the insulating layer and the glass ceramic insulating layer. can do.
本発明のガラスセラミック基板の製造方法は、上記本発明のガラスセラミック基板の製造方法であって、複数枚のガラスセラミックグリーンシートと、ＺｎＦｅ２Ｏ４，ＭｎＦｅ２Ｏ４，ＦｅＦｅ２Ｏ４，ＣｏＦｅ２Ｏ４，ＮｉＦｅ２Ｏ４，ＢａＦｅ１２Ｏ４，ＳｒＦｅ１２Ｏ４およびＣｕＦｅ２Ｏ４のうちの少なくとも１種を含む、ガラスセラミックグリーンシートと同じ大きさの、間にコイル用導体を配置した少なくとも２枚のフェライトグリーンシートとを、ガラスセラミック絶縁層よりも熱膨張係数が高いガラスおよびフェライト層に含有されるフェライトと同じフェライト仮焼粉末を含有する絶縁ペースト層、およびＣｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ａｇ−Ｐｄ合金およびＡｇ−Ｐｔ合金のうちの少なくとも１種の金属粉末およびガラス粉末を含有する金属ペースト層の少なくとも１種を介して積層するとともに、最上層および最下層をガラスセラミックグリーンシートとしたガラスセラミックグリーンシート積層体を作製する工程と、ガラスセラミックグリーンシート積層体から有機成分を除去した後に焼成する工程とを有することから、高い透磁率を発現するフェライトから成るフェライト層が透磁率の低下が抑えられて内蔵されるガラスセラミック基板を得ることができ、これらのフェライトから成るフェライト層によってより高いインダクタンスを有するコイル用導体を内蔵したガラスセラミック基板を得ることができる。 The manufacturing method of the glass ceramic substrate of the present invention is a manufacturing method of the glass ceramic substrate of the present invention, and includes a plurality of glass ceramic green sheets, ZnFe 2 O 4 , MnFe 2 O 4 , FeFe 2 O 4 , CoFe. 2 O 4, NiFe 2 O 4 , including BaFe 12 O 4, at least one of the SrFe 12 O 4 and CuFe 2 O 4, the same size as the glass ceramic green sheets were arranged coil conductors between At least two ferrite green sheets, an insulating paste layer containing the same ferrite calcined powder as the ferrite contained in the glass and ferrite layer having a higher thermal expansion coefficient than the glass ceramic insulating layer, and Cu, Ag, Au, At least one of Pt, Ag—Pd alloy and Ag—Pt alloy A step of producing a glass ceramic green sheet laminate in which the uppermost layer and the lowermost layer are laminated through at least one of metal paste layers containing a genus powder and a glass powder, and the uppermost layer and the lowermost layer are glass ceramic green sheets; Since it has a step of firing after removing the organic component from the laminate, it is possible to obtain a glass ceramic substrate in which a ferrite layer composed of ferrite that expresses high magnetic permeability is suppressed and a decrease in magnetic permeability is suppressed, A glass ceramic substrate having a built-in coil conductor having higher inductance can be obtained by the ferrite layer made of these ferrites.
また、ガラスセラミック基板の焼成時に生じる積層面に平行な方向の収縮を抑え、またフェライト層の変形を防止することができ、焼成時に熱収縮の異なるフェライト層が形成されたガラスセラミックグリーンシート積層体を変形させることなく、絶縁基体内の複数のガラスセラミック絶縁層と配線導体およびフェライト層とを同時焼成することができる。 In addition, a glass ceramic green sheet laminate in which the shrinkage in the direction parallel to the laminated surface that occurs during firing of the glass ceramic substrate can be suppressed, and the ferrite layer can be prevented from being deformed, and a ferrite layer having different thermal shrinkage is formed during firing. The plurality of glass ceramic insulating layers, the wiring conductors, and the ferrite layers in the insulating base can be fired simultaneously without deforming.
さらに、本発明のガラスセラミック基板の製造方法によれば、上記の各工程を含み、ガラスセラミックグリーンシート積層体の両面に積層した拘束グリーンシートのガラス含有量が、焼成時に拘束グリーンシートをガラスセラミックグリーンシートと結合させかつ拘束グリーンシートをその積層面内で実質的に収縮させない量であることから、拘束グリーンシートによりガラスセラミック基板を焼成時に生じる積層面に平行な方向で実質的に収縮させず、さらに精度よくガラスセラミック基板の焼成時に生じる積層面に平行な方向の収縮を抑え、またフェライト層の変形を防止することができる。 Furthermore, according to the method for producing a glass ceramic substrate of the present invention, the glass content of the constrained green sheet including each of the above steps and laminated on both surfaces of the glass ceramic green sheet laminate is obtained by converting the constrained green sheet into a glass ceramic during firing. Since the amount is such that it is bonded to the green sheet and the constrained green sheet does not substantially contract in the laminated surface, the constrained green sheet does not substantially contract in the direction parallel to the laminated surface generated during firing. In addition, it is possible to suppress the shrinkage in the direction parallel to the laminated surface, which occurs during the firing of the glass ceramic substrate, and to prevent the deformation of the ferrite layer.
また、本発明のガラスセラミック基板の製造方法によれば、ガラスセラミックグリーンシート積層体または拘束グリーンシートとガラスセラミックグリーンシート積層体との積層体をマイクロ波吸収性の筐体で囲うとともに、該筐体を通してガラスセラミックグリーンシート積層体または拘束グリーンシートとガラスセラミックグリーンシート積層体との積層体にマイクロ波を照射することにより、有機成分の除去および焼成を行うとしたことから、マイクロ波の自己発熱効果により、ガラスセラミックグリーンシートや拘束グリーンシートよりも誘電率が高くマイクロ波吸収性の高いフェライト層が優先的に焼結される。その結果、フェライト層をより一層高密度に焼結させることが可能となり、高い透磁率を発現するフェライトから成るフェライト層が透磁率の低下が抑えられて内蔵されるガラスセラミック基板を得ることができる。従って、これらのフェライトから成るフェライト層によってより高いインダクタンスを有するコイル用導体を内蔵したガラスセラミック基板を得ることができる。さらに、ガラスセラミック基板の厚みが厚くなれば、マイクロ波による自己発熱の効果がより一層顕著になる。 Further, according to the method for producing a glass ceramic substrate of the present invention, a glass ceramic green sheet laminate or a laminate of a constrained green sheet and a glass ceramic green sheet laminate is surrounded by a microwave-absorbing casing, and the casing Self-heating of the microwave because the organic component was removed and baked by irradiating microwaves to the glass ceramic green sheet laminate or the laminate of the constrained green sheet and the glass ceramic green sheet laminate through the body Due to the effect, the ferrite layer having a higher dielectric constant and higher microwave absorption than the glass ceramic green sheet or constrained green sheet is preferentially sintered. As a result, it becomes possible to sinter the ferrite layer to a higher density, and it is possible to obtain a glass ceramic substrate in which a ferrite layer composed of ferrite that exhibits high magnetic permeability is suppressed from decreasing in magnetic permeability. . Therefore, it is possible to obtain a glass ceramic substrate in which a coil conductor having higher inductance is built in by a ferrite layer made of these ferrites. Furthermore, if the thickness of the glass ceramic substrate is increased, the effect of self-heating by the microwave becomes more remarkable.
また、被焼成物をマイクロ波吸収性の筐体で囲うとともに、筐体を通して被焼成物にマイクロ波を照射し、有機成分の除去および焼成を行うことにより、被焼成物が自己発熱するため外部加熱の依存性が小さくなり、焼成時に製品の容量による制限を受けにくくなるため、焼成容量の大容量化が可能になる。 In addition, the object to be fired is self-heated by surrounding the object to be fired with a microwave-absorbing housing, irradiating the material to be fired with microwaves through the housing, removing organic components, and firing. Since the dependency on heating is reduced and it is difficult to be restricted by the product capacity during firing, the firing capacity can be increased.
以上により、本発明によれば、透磁率の高いフェライト層を備えており、コイル導体のインダクタンスが高くかつ安定しているガラスセラミック基板およびその製造方法を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a glass ceramic substrate that includes a ferrite layer having a high magnetic permeability, has a high and stable inductance of the coil conductor, and a method for manufacturing the same.
本発明を添付図面に基づいて以下に詳細に説明する。図１は本発明のガラスセラミック基板の実施の形態の一例を示す断面図であり、１は複数のガラスセラミック絶縁層６から成る絶縁基体、２はフェライト層、３はコイル用導体を含む配線導体、４は絶縁層、５は焼結金属層、６はガラスセラミック絶縁層である。また、図２（ａ）は、本発明のセラミック多層配線基板の製造方法について実施の形態の一例を示すものであり、本発明のセラミック多層配線基板の製造方法において使用するマイクロ波焼成炉の平面図である。図２（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線における断面図、図２（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ’線における断面図である。図２（ａ）〜（ｃ）において、７は被焼成物、８はマイクロ波吸収性の筺体、９はマイクロ波焼成炉、１０は炉壁、１１は断熱壁、１２はマイクロ波吸収壁、１３はマイクロ波吸収性の棚板、１４は台座、１５は焼成雰囲気ガス供給用ノズル、１６は焼成雰囲気ガス、１７は開口部である。
The present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an embodiment of a glass ceramic substrate of the present invention, wherein 1 is an insulating base composed of a plurality of glass ceramic insulating
本発明の絶縁基体１は、複数のガラスセラミック絶縁層６が積層されて構成されており、その内層に配線導体３が埋設されたフェライト層２が、絶縁層４、焼結金属層５を介して形成されている。
The insulating substrate 1 of the present invention is configured by laminating a plurality of glass ceramic insulating
絶縁基体１は、ガラスセラミック絶縁層６となるガラスセラミックグリーンシートおよびフェライト層２となるフェライトグリーンシートを製作し、これらのガラスセラミックグリーンシートおよびフェライトグリーンシートに配線導体３となる導体ペースト、絶縁層４となる絶縁ペーストおよび焼結金属層５となる焼結金属ペーストを印刷した後、これらのガラスセラミックグリーンシートおよびフェライトグリーンシートを複数枚積層し、
大気中または加湿窒素雰囲気中にて、８００〜１１００℃の温度で焼成して作製される。
The insulating substrate 1 is made of a glass ceramic green sheet to be a glass ceramic insulating
It is produced by firing at a temperature of 800 to 1100 ° C. in the air or in a humidified nitrogen atmosphere.
ガラスセラミック絶縁層６は、まず、ガラス粉末およびフィラー粉末（セラミック粉末）、さらに有機バインダ，可塑剤，有機溶剤等を混合してスラリーを得て、これからドクターブレード法，圧延法，カレンダーロール法等によってガラスセラミック絶縁層６となるガラスセラミックグリーンシートを製作し、このガラスセラミックグリーンシート複数枚でフェライト層２を挟んで積層する。
The glass ceramic insulating
ガラス粉末としては、例えばＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系，ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３系，ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−ＭＯ系（但し、ＭはＣａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎを示す），ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ１Ｏ−Ｍ２Ｏ系（但し、Ｍ１およびＭ２は同じまたは異なってＣａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎを示す），ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ１Ｏ−Ｍ２Ｏ系（但し、Ｍ１およびＭ２は上記と同じである），ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ｍ３ ２Ｏ系（但し、Ｍ３はＬｉ，ＮａまたはＫを示す），ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ３ ２Ｏ系（但し、Ｍ３は上記と同じである），Ｐｂ系ガラス，Ｂｉ系ガラス等を用いることができる。 Examples of the glass powder include SiO 2 —B 2 O 3 , SiO 2 —B 2 O 3 —Al 2 O 3 , SiO 2 —B 2 O 3 —Al 2 O 3 —MO (where M is Ca , Sr, Mg, Ba or Zn), SiO 2 —Al 2 O 3 —M 1 O—M 2 O system (where M 1 and M 2 are the same or different, and Ca, Sr, Mg, Ba or Zn) shown), SiO 2 -B 2 O 3 -Al 2 O 3 -M 1 O-M 2 O system (where, M 1 and M 2 are the same as above), SiO 2 -B 2 O 3 -M 3 2 O system (where M 3 represents Li, Na or K), SiO 2 —B 2 O 3 —Al 2 O 3 —M 3 2 O system (where M 3 is the same as above), Pb glass or Bi glass can be used.
また、フィラー粉末としては、例えばＡｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２，ＺｒＯ２とアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物や、ＴｉＯ２とアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物，Ａｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２から選ばれる少なくとも１種を含む複合酸化物（例えばスピネル，ムライト，コージェライト）等を用いることができる。 Examples of the filler powder include Al 2 O 3 , SiO 2 , a composite oxide of ZrO 2 and an alkaline earth metal oxide, a composite oxide of TiO 2 and an alkaline earth metal oxide, and Al 2 O. A composite oxide (for example, spinel, mullite, cordierite) containing at least one selected from 3 and SiO 2 can be used.
配線導体３は、絶縁基体１の表面、内部およびフェライト層２の内部に形成されており、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ａｇ合金等の金属粉末に、適当な有機バインダ，溶剤を混練して作製した導体ペーストを、スクリーン印刷法やグラビア印刷法等によりガラスセラミックグリーンシート表面およびフェライトグリーンシート表面に塗布し、ガラスセラミックグリーンシートおよびフェライトグリーンシートと同時に焼成されて形成される。
The wiring conductor 3 is formed on the surface and inside of the insulating substrate 1 and inside the
絶縁層４は、配線導体３の上下面を覆うフェライト層２とガラスセラミック絶縁層６との間に形成されており、ガラスセラミック絶縁層６よりも熱膨張係数が高いガラス粉末およびフェライト層２に含有されるフェライト粉末を配合し、適当な有機バインダ，溶剤を混練して作製した絶縁ペーストを、従来周知のスクリーン印刷法やグラビア印刷法等によりガラスセラミックグリーンシート上のフェライト層２が載置される位置に塗布し、ガラスセラミックグリーンシートと同時に焼成されて形成される。
The insulating
なお、絶縁層４のフェライト粉末は、フェライト層２のフェライト粉末と同様であり、ＺｎＦｅ２Ｏ４，ＭｎＦｅ２Ｏ４，ＦｅＦｅ２Ｏ４，ＣｏＦｅ２Ｏ４，ＮｉＦｅ２Ｏ４，ＢａＦｅ１２Ｏ４，ＳｒＦｅ１２Ｏ４，ＣｕＦｅ２Ｏ４等を用いることができる。
In addition, the ferrite powder of the insulating
また、絶縁層４のガラス粉末は、ガラスセラミック絶縁層６のガラスセラミックスと同様のものを用いることができ、例えばＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系，ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３系，ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−ＭＯ系（但し、ＭはＣａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎを示す），ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ１Ｏ−Ｍ２Ｏ系（但し、Ｍ１およびＭ２は同じまたは異なってＣａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎを示す），ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ１Ｏ−Ｍ２Ｏ系（但し、Ｍ１およびＭ２は上記と同じである），ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ｍ３ ２Ｏ系（但し、Ｍ３はＬｉ，ＮａまたはＫを示す），ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ３ ２Ｏ系（但し、Ｍ３は上記と同じである），Ｐｂ系ガラス，Ｂｉ系ガラス等を用いることができる。
The glass powder of the insulating
さらに、絶縁層４に含有されるガラスは軟化温度がフェライト層２の焼結開始温度より低く、かつ結晶化温度がガラスセラミック絶縁層６に含有されるガラスの軟化温度より高いものを用いるとフェライト層が焼結を開始するより早く絶縁層に含有されるガラスがフェライト層に拡散し液相としてフェライト層の焼結を促進させるため、絶縁層とフェライト層の界面に強固な接合界面を形成し、かつガラスセラミック絶縁層内に拡散した接合層に含有されるガラスがガラスセラミック絶縁層に含有されるガラスと同時に液相として存在するため、互いの濡れ性が良くガラスセラミック絶縁層の焼結を促進させ絶縁層とガラスセラミック絶縁層の界面に強固な接合界面を形成するので望ましい。
Furthermore, if the glass contained in the insulating
介在層としての絶縁層４は、１０μｍ以上の厚みで形成する。厚みが１０μｍ未満であると、応力緩和が不十分となり磁歪が発生することにより透磁率が低下しやすい。ただし、絶縁層４の厚みはガラスセラミック基板全体を厚くしない程度、例えば５０μｍ以下であることが好ましい。
The insulating
介在層としての焼結金属層５は、配線導体３の上下面を覆うフェライト層２とガラスセラミック絶縁層６との間に形成されており、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ａｇ−Ｐｄ合金およびＡｇ−Ｐｔ合金のうちの少なくとも１種の金属の金属粉末にガラス粉末を配合し、適当な有機バインダ，溶剤を混練して作製した金属ペーストを、従来周知のスクリーン印刷法やグラビア印刷法等によりガラスセラミックグリーンシート上のフェライト層２が載置される位置に塗布し、ガラスセラミックグリーンシートと同時に焼成されて形成される。
The
なお、焼結金属層５のガラス粉末は、ガラスセラミック絶縁層６のガラスセラミックスと同様のものを用いることができ、例えばＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系，ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３系，ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−ＭＯ系（但し、ＭはＣａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎを示す），ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ１Ｏ−Ｍ２Ｏ系（但し、Ｍ１およびＭ２は同じまたは異なってＣａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎを示す），ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ１Ｏ−Ｍ２Ｏ系（但し、Ｍ１およびＭ２は上記と同じである），ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ｍ３ ２Ｏ系（但し、Ｍ３はＬｉ，ＮａまたはＫを示す），ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ３ ２Ｏ系（但し、Ｍ３は上記と同じである），Ｐｂ系ガラス，Ｂｉ系ガラス等を用いることができる。
The glass powder of the
また、焼結金属層５は配線導体３と同じ組成であってもよく、配線導体３の一部を焼結金属層５として用いてもよい。
The
焼結金属層５は、１０μｍ以上の厚みで形成する。厚みが１０μｍ未満であると、応力緩和が不十分となり磁歪が発生することによりフェライト層２の透磁率が低下しやすい。ただし、焼結金属層５の厚みはガラスセラミック基板全体を厚くしない程度、例えば５０μｍ以下であることが好ましい。
The
フェライト層２は、配線導体３の上下面を覆うようにして、絶縁基体１の内層に配線導体３とともに形成されている。このフェライト層２には、ＺｎＦｅ２Ｏ４，ＭｎＦｅ２Ｏ４，ＦｅＦｅ２Ｏ４，ＣｏＦｅ２Ｏ４，ＮｉＦｅ２Ｏ４，ＢａＦｅ１２Ｏ４，ＳｒＦｅ１２Ｏ４およびＣｕＦｅ２Ｏ４のうちの少なくとも１種から成るフェライトを用いることが、十分に高い透磁率を得られる点で好ましい。
The
フェライト層２の形成は、まずフェライト粉末に適当な有機バインダ，可塑剤，有機溶剤等を混合してスラリーを得て、これからドクターブレード法，圧延法，カレンダーロール法等によってフェライトグリーンシートを製作する。次に、このフェライトグリーンシートを所定の配線導体３を覆うものとしてガラスセラミックグリーンシートと平面視で同じ大きさの同形状にカットし、ガラスセラミックグリーンシート積層体の内部に、間に配線導体３となる導体パターンを配置して、その配線導体３の上面および下面を覆うようにして積層する。
The
このとき、効果的にコイル用導体のインダクタンスを高くするためには、配線導体３の上下面をフェライト層２で完全に覆う必要がある。よって、そのような配線導体３およびフェライト層２を形成するためには、所定のガラスセラミックグリーンシートの表面に、下面のフェライト層２となるフェライトグリーンシート，配線導体３となる導体ペーストのパターン，上面のフェライト層２となるフェライトグリーンシートの順番に各層を配置して積層するとよい。
At this time, in order to effectively increase the inductance of the coil conductor, it is necessary to completely cover the upper and lower surfaces of the wiring conductor 3 with the
フェライト層２となるフェライトグリーンシートを形成するのに用いるフェライト粉末は、仮焼済みのフェライト粉末で、粒径が均一で球形状に近い粒が望ましい。これは、均一な焼結状態を得ることができるからであり、例えばフェライト粉末で部分的に小さい粒径が存在した場合は、その部分のみ結晶粒の成長が低下してしまい、焼結後に得られるフェライト層２の透磁率が安定しにくい傾向がある。
The ferrite powder used for forming the ferrite green sheet to be the
本発明のガラスセラミック基板の製造方法においては、まず、フェライト層２および配線導体３を前述の要領でガラスセラミックグリーンシートの複数枚とともに積層してガラスセラミックグリーンシート積層体を作製する。
In the method for producing a glass ceramic substrate of the present invention, first, a
そして、このガラスセラミックグリーンシート積層体から有機成分を除去した後に焼成する。有機成分の除去は、ガラスセラミックグリーンシート積層体に荷重をかけつつ１００〜８００℃の温度範囲でガラスセラミックグリーンシート積層体を加熱することによって行ない、有機成分を分解し揮散させるとよい。また、焼成温度はガラスセラミック組成により異なるが、通常は約８００〜１１００℃の範囲内である。焼成は通常は大気中で行なうが、配線導体３の導体材料にＣｕを使用する場合、１００〜７００℃の加湿窒素雰囲気中で有機成分の除去を行ない、次いで窒素雰囲気中で焼成を行なう。 And after removing an organic component from this glass ceramic green sheet laminated body, it bakes. The organic component is preferably removed by heating the glass ceramic green sheet laminate in a temperature range of 100 to 800 ° C. while applying a load to the glass ceramic green sheet laminate to decompose and volatilize the organic component. Moreover, although a firing temperature changes with glass-ceramic compositions, it is in the range of about 800-1100 degreeC normally. Firing is usually performed in the air, but when Cu is used as the conductor material of the wiring conductor 3, organic components are removed in a humidified nitrogen atmosphere at 100 to 700 ° C., and then the firing is performed in a nitrogen atmosphere.
また、有機成分の除去時および焼成時には、ガラスセラミックグリーンシート積層体の反りを防止するために、その上面に重しを載せる等して荷重をかけるとよい。このような重しによる荷重は５０Ｐａ〜１ＭＰａ程度が適当である。荷重が５０Ｐａ未満である場合は、ガラスセラミックグリーンシート積層体の反りを抑制する作用が充分でなくなる傾向がある。また、荷重が１ＭＰａを超える場合は、使用する重しが大きくなるため、焼成炉に入らなくなったり、また焼成炉に入っても重しが大きいために熱容量が不足することになり焼成できなくなったりする等の問題をひき起こすおそれがある。 Further, at the time of removing the organic component and at the time of firing, in order to prevent the glass ceramic green sheet laminate from warping, it is preferable to apply a load by placing a weight on the upper surface thereof. The load due to such weight is suitably about 50 Pa to 1 MPa. When the load is less than 50 Pa, the effect of suppressing the warp of the glass ceramic green sheet laminate tends to be insufficient. In addition, when the load exceeds 1 MPa, the weight to be used becomes large, so that it cannot enter the firing furnace, or even if it enters the firing furnace, the weight is so large that the heat capacity is insufficient and firing cannot be performed. There is a risk of causing problems.
この重しとしては、ガラスセラミック基板の焼成中に変形，溶融等して荷重が不均一になったり、分解した有機成分の揮散を妨げたりすることがないような耐熱性の多孔質のものが適している。具体的には、セラミックス等の耐火物、あるいは高融点の金属等が挙げられる。また、ガラスセラミックグリーンシート積層体の上面に多孔質の重しを置き、その上に非多孔質の重しを置いてもよい。 This weight is a heat-resistant porous material that does not deform or melt during the firing of the glass-ceramic substrate, resulting in non-uniform loads or hindering the volatilization of decomposed organic components. Are suitable. Specifically, a refractory material such as ceramics or a high melting point metal can be used. Further, a porous weight may be placed on the upper surface of the glass ceramic green sheet laminate, and a non-porous weight may be placed thereon.
さらに、拘束グリーンシートを用いたガラスセラミック基板の製造方法においては、まず、フェライト層２および配線導体３を前述の要領でガラスセラミックグリーンシートの複数枚とともに積層するとともに、最上層および最下層をガラスセラミックグリーンシートとしたガラスセラミックグリーンシート積層体を作製する。
Further, in the method of manufacturing a glass ceramic substrate using a constrained green sheet, first, the
次に、ガラスセラミックグリーンシート積層体の上下両面に、難焼結性無機材料とガラスと有機バインダとを含む拘束グリーンシートを積層する。 Next, a constrained green sheet containing a hardly sinterable inorganic material, glass and an organic binder is laminated on the upper and lower surfaces of the glass ceramic green sheet laminate.
そして、この拘束グリーンシートとガラスセラミックグリーンシート積層体との積層体から有機成分を除去し、次いで焼成して拘束シートを保持したガラスセラミック基板を作製し、最後にこのガラスセラミック基板から拘束シートを除去する。 An organic component is removed from the laminate of the constrained green sheet and the glass ceramic green sheet laminate, and then fired to produce a glass ceramic substrate holding the constrained sheet. Finally, the constrained sheet is removed from the glass ceramic substrate. Remove.
本発明における拘束グリーンシートは、難焼結性無機材料とガラスとから成る無機成分に有機バインダ，可塑剤，溶剤等を加えたスラリーを成形して得られる。難焼結性無機材料としては、Ａｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２から選ばれる少なくとも１種が挙げられるが、これらに制限されるものではない。 The constrained green sheet in the present invention is obtained by molding a slurry in which an organic binder, a plasticizer, a solvent, and the like are added to an inorganic component composed of a hardly sinterable inorganic material and glass. Examples of the hardly sinterable inorganic material include at least one selected from Al 2 O 3 and SiO 2, but are not limited thereto.
拘束グリーンシートに加えられるガラスについても、特に制限されるものではなく、前述のガラスセラミックグリーンシートに配合されるガラスと同様のものが使用可能である。また、拘束グリーンシート中のガラスは、ガラスセラミックグリーンシート中のガラスと同じ組成のものであってもよく、異なる組成のものであってもよい。 The glass added to the constraining green sheet is not particularly limited, and the same glass as that used for the glass ceramic green sheet can be used. Further, the glass in the constrained green sheet may have the same composition as that of the glass in the glass ceramic green sheet, or may have a different composition.
拘束グリーンシート中のガラス含有量は、この拘束グリーンシート中の全無機成分の０.５〜１５重量％であるのがよい。この範囲が焼成時にガラスセラミックグリーンシートと結合しかつ拘束グリーンシートをその積層面内で実質的に収縮させない量となるが、必ずしもこの範囲に制限されるものではなく、使用するガラスの種類等によってガラス含有量は変化する。 The glass content in the constrained green sheet is preferably 0.5 to 15% by weight of the total inorganic components in the constrained green sheet. This range is an amount that binds to the glass ceramic green sheet at the time of firing and does not substantially shrink the constrained green sheet within the laminated surface, but is not necessarily limited to this range, depending on the type of glass used, etc. The glass content varies.
拘束グリーンシート中のガラスの軟化点は、ガラスセラミックグリーンシート積層体の焼成温度以下で、かつ拘束グリーンシート中の有機成分の分解温度および揮散温度よりも高いのが好ましい。具体的には、拘束グリーンシート中のガラスの軟化点は４５０〜１１００℃程度であるのが好ましい。ガラスの軟化点が４５０℃未満の場合には、ガラスセラミックグリーンシートからの有機成分の除去時に、軟化したガラスが、分解、揮散した有機成分の除去経路を塞ぐことになり、有機成分を完全に除去できないおそれがある。一方、ガラスの軟化点が１１００℃を超える場合には、通常のガラスセラミックグリーンシートの焼成条件ではこのガラスセラミックグリーンシートへの結合材として作用しなくなるおそれがある。 The softening point of the glass in the constrained green sheet is preferably lower than the firing temperature of the glass ceramic green sheet laminate and higher than the decomposition temperature and volatilization temperature of the organic component in the constrained green sheet. Specifically, the softening point of the glass in the constrained green sheet is preferably about 450 to 1100 ° C. When the glass softening point is less than 450 ° C., the removal of the organic component from the glass ceramic green sheet will block the removal path of the decomposed and volatilized organic component, and the organic component is completely removed. May not be removed. On the other hand, when the softening point of the glass exceeds 1100 ° C., there is a possibility that it does not act as a binder to the glass ceramic green sheet under the normal firing conditions of the glass ceramic green sheet.
拘束グリーンシートは、ガラスセラミックグリーンシートの作製と同様にして、有機バインダ，可塑剤，溶剤等を用いて成形することによって得られる。有機バインダ，可塑剤，溶剤としては、ガラスセラミックグリーンシートで使用したのと同様な材料が使用可能である。ここで、可塑剤を添加するのは、拘束グリーンシートに可撓性を付与し、積層時にガラスセラミックグリーンシートとの密着性を高めるためである。 The constrained green sheet is obtained by molding using an organic binder, a plasticizer, a solvent, and the like in the same manner as the production of the glass ceramic green sheet. As an organic binder, a plasticizer, and a solvent, the same material as that used in the glass ceramic green sheet can be used. Here, the reason why the plasticizer is added is to impart flexibility to the constraining green sheet and to enhance the adhesion to the glass ceramic green sheet during lamination.
ガラスセラミックグリーンシート積層体の両面に積層される拘束グリーンシートの厚さは、片面だけでガラスセラミックグリーンシート積層体の厚さに対して１０％以上であるのが好ましく、これよりも薄いと拘束グリーンシートの拘束性が低下するおそれがある。また、有機成分の揮散を容易にしかつガラスセラミック基板からの拘束シートの除去を考慮すると、拘束グリーンシートの厚さはガラスセラミックグリーンシート積層体の厚さの約２００％以下であるのがよい。また、積層される拘束グリーンシートは１枚のシートからなるものであってもよく、あるいは所定の厚みになるように複数枚を積層したものであってもよい。 The thickness of the constrained green sheet laminated on both surfaces of the glass ceramic green sheet laminate is preferably 10% or more with respect to the thickness of the glass ceramic green sheet laminate on one side only. There is a possibility that the restraint property of the green sheet is lowered. In addition, when the volatilization of the organic component is facilitated and the removal of the restraint sheet from the glass ceramic substrate is taken into consideration, the thickness of the restraint green sheet is preferably about 200% or less of the thickness of the glass ceramic green sheet laminate. Further, the constrained green sheets to be laminated may be composed of a single sheet, or may be a laminate of a plurality of sheets so as to have a predetermined thickness.
成形された拘束グリーンシートをガラスセラミックグリーンシート積層体の両面に積層するには、積み重ねたグリーンシートに熱と圧力を加えて熱圧着する方法や、有機バインダ，可塑剤，溶剤等からなる密着剤をシート間に塗布して熱圧着する方法等が採用可能である。グリーンシート間に密着剤層を介在させる場合には、この密着剤層に拘束グリーンシートと同じガラス成分を含有させてグリーンシート間の結合力を高めるようにしてもよい。 In order to laminate the formed constrained green sheets on both sides of the glass ceramic green sheet laminate, heat and pressure are applied to the stacked green sheets by thermocompression bonding, or an adhesive comprising an organic binder, plasticizer, solvent, etc. The method of apply | coating between sheets and carrying out thermocompression bonding etc. is employable. When an adhesive layer is interposed between the green sheets, this adhesive layer may contain the same glass component as that of the constraining green sheet to increase the bonding force between the green sheets.
拘束グリーンシートを積層した後、有機成分の除去と焼成を行なう。有機成分の除去は、積層体に荷重をかけつつ１００〜８００℃の温度範囲で積層体を加熱することによって行ない、有機成分を分解し揮散させる。また、焼成温度はガラスセラミック組成により異なるが、約８００〜１１００℃の範囲内である。焼成は大気中で行なうが、導体材料にＣｕを使用する場合には、１００〜７００℃の加湿窒素雰囲気中で有機成分の除去を行ない、次いで窒素雰囲気中で焼成を行なう。 After stacking the constrained green sheets, the organic components are removed and fired. The removal of the organic component is performed by heating the laminate in a temperature range of 100 to 800 ° C. while applying a load to the laminate to decompose and volatilize the organic component. Moreover, although a calcination temperature changes with glass ceramic compositions, it exists in the range of about 800-1100 degreeC. Firing is performed in the air. When Cu is used as the conductor material, the organic components are removed in a humidified nitrogen atmosphere at 100 to 700 ° C., and then the firing is performed in a nitrogen atmosphere.
また、有機成分の除去時ならびに焼成時には、積層体の反りを防止するために、積層体の上面に重しを載せる等して荷重をかけるとよい。このような重しによる荷重は５０Ｐａ〜１ＭＰａ程度が適当である。荷重が５０Ｐａ未満である場合は、積層体の反りを抑制する作用が充分でなくなるおそれがある。また、荷重が１ＭＰａを超える場合は、使用する重しが大きくなるため、焼成炉に入らなくなったり、また焼成炉に入っても重しが大きいために熱容量が不足することになり焼成できなくなったりする等の問題をひき起こすおそれがある。 Further, at the time of removing the organic component and at the time of firing, a load may be applied by placing a weight on the upper surface of the laminated body in order to prevent warping of the laminated body. The load due to such weight is suitably about 50 Pa to 1 MPa. When the load is less than 50 Pa, there is a possibility that the effect of suppressing the warpage of the laminate is not sufficient. In addition, when the load exceeds 1 MPa, the weight to be used becomes large, so that it cannot enter the firing furnace, or even if it enters the firing furnace, the weight is so large that the heat capacity is insufficient and firing cannot be performed. There is a risk of causing problems.
この重しとしては、ガラスセラミック基板の焼成中に変形、溶融等して荷重が不均一になったり、分解した有機成分の揮散を妨げたりすることがないような耐熱性の多孔質のものが適している。具体的には、セラミックス等の耐火物、あるいは高融点の金属等が挙げられる。また、積層体の上面に多孔質の重しを置き、その上に非多孔質の重しを置いてもよい。 As this weight, there is a heat-resistant porous material that does not deform or melt during firing of the glass ceramic substrate to make the load non-uniform or to prevent volatilization of decomposed organic components. Are suitable. Specifically, a refractory material such as ceramics or a high melting point metal can be used. Further, a porous weight may be placed on the upper surface of the laminate, and a non-porous weight may be placed thereon.
焼成後、拘束シートを除去する。除去方法としては、ガラスセラミック基板の表面に結合した拘束シートを除去できる方法であれば特に制限はなく、例えば超音波洗浄，研磨，ウォータージェット，ケミカルブラスト，サンドブラスト，ウェットブラスト（砥粒と水とを空気圧により噴射させる方法）等が挙げられる。 After firing, the constraining sheet is removed. The removal method is not particularly limited as long as the constraining sheet bonded to the surface of the glass ceramic substrate can be removed. For example, ultrasonic cleaning, polishing, water jet, chemical blasting, sand blasting, wet blasting (with abrasive grains and water) And the like).
得られたガラスセラミック基板は、焼成時の収縮が拘束グリーンシートによって厚さ方向だけに抑えられているので、その積層面内の収縮をおよそ０.５％以下にも抑えることが可能となり、しかも、ガラスセラミックグリーンシートは拘束グリーンシートによって全面にわたって均一にかつ確実に結合されているので、拘束グリーンシートの一部剥離等によってガラスセラミック基板の反りや変形が起こるのを効果的に防止することができる。 In the obtained glass ceramic substrate, the shrinkage during firing is suppressed only in the thickness direction by the constraining green sheet, so that the shrinkage in the laminated surface can be suppressed to about 0.5% or less. Since the glass ceramic green sheet is uniformly and reliably bonded over the entire surface by the restraining green sheet, it is possible to effectively prevent the warp and deformation of the glass ceramic substrate due to partial peeling of the restraining green sheet. it can.
また、マイクロ波を照射することにより有機成分の除去および焼成を行うガラスセラミック基板の製造方法においては、図２（ａ）に示すように、被焼成物をマイクロ波吸収性の筐体８中に配置し、この筐体８を通して被焼成物７にマイクロ波を照射することにより、有機成分の除去および焼成を行う。得られたガラスセラミック基板は、マイクロ波による自己発熱効果により、緻密化が促進される。
In addition, in the method for manufacturing a glass ceramic substrate in which organic components are removed and fired by irradiating with microwaves, the object to be fired is placed in a microwave-absorbing
また、本発明のガラスセラミック基板の製造方法において、被焼成物７がマイクロ波吸収性の筐体８で囲われている。被焼成物７がマイクロ波吸収性の筐体８で囲われていることにより、筐体８自身も自己発熱し、被焼成物７からの放熱を防止することができる。このとき、筐体８のマイクロ波吸収性はフェライト層２のマイクロ波吸収性と同じか、もしくは高い方が良い。この場合、フェライト層２からの放熱が少なくなり、筐体８内の熱バランスが均一となり、フェライト層２が緻密化し、かつガラスセラミック基板に反りや変形が起こるのを効果的に防止することができる。一方、筐体８のマイクロ波吸収性がフェライト層２のマイクロ波吸収性より低い場合、筐体８とフェライト層２との温度差が大きくなり、フェライト層２からの放熱を防止できなくなる。その結果、フェライト層２の密度が低くなったり、ガラスセラミック基板に反りが発生する可能性がある。
Further, in the method for manufacturing a glass ceramic substrate of the present invention, the object to be fired 7 is surrounded by a microwave-absorbing
本実施例１では、図３の断面図で示すような、外径２０ｍｍ，内径５ｍｍのリング形状の評価用試験片を作製し、透磁率を測定した。なお、図３において、図１と同様の箇所には同じ符号を付してあり、２はフェライト層、４は絶縁層、６はガラスセラミック絶縁層である。透磁率の測定はインピーダンスアナライザー「ＨＰ−４２９１Ａ」（ヒューレットパッカード社製）を用い、高周波電流電圧法にて測定した。 In Example 1, a test piece for evaluation having a ring shape having an outer diameter of 20 mm and an inner diameter of 5 mm as shown in the cross-sectional view of FIG. 3 was prepared, and the magnetic permeability was measured. In FIG. 3, the same reference numerals are assigned to the same parts as in FIG. 1, 2 is a ferrite layer, 4 is an insulating layer, and 6 is a glass ceramic insulating layer. The permeability was measured using an impedance analyzer “HP-4291A” (manufactured by Hewlett Packard) by the high frequency current voltage method.
まず、ガラスセラミックス成分として、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＭｇＯ−Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ系ガラス粉末６０重量％，ＣａＺｒＯ３粉末２０重量％，ＳｒＴｉＯ３粉末１７重量％およびＡｌ２Ｏ３粉末３重量％を使用した。このガラスセラミック成分１００重量部に対して、有機バインダとしてアクリル樹脂１２重量部，フタル酸系可塑剤６重量部および溶剤としてトルエン３０重量部を加え、ボールミル法により混合しスラリーとした。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のガラスセラミックグリーンシートを成形した。 First, as a glass ceramic component, SiO 2 —Al 2 O 3 —MgO—B 2 O 3 —ZnO glass powder 60% by weight, CaZrO 3 powder 20% by weight, SrTiO 3 powder 17% by weight, and Al 2 O 3 powder 3 % By weight was used. To 100 parts by weight of the glass ceramic component, 12 parts by weight of an acrylic resin as an organic binder, 6 parts by weight of a phthalic acid plasticizer, and 30 parts by weight of toluene as a solvent were added and mixed by a ball mill method to form a slurry. Using this slurry, a glass ceramic green sheet having a thickness of 300 μm was formed by a doctor blade method.
次に、フェライトグリーンシートとして平均粒径０.５〜１μｍのＺｎＦｅ２Ｏ４，ＭｎＦｅ２Ｏ４，ＦｅＦｅ２Ｏ４，ＮｉＦｅ２Ｏ４の結晶相から構成される透磁率１５０.０の仮焼済みのフェライト粉末に、ブチラール樹脂１０重量％、高分子量のアルコールを希釈剤として４５重量％添加し、ボールミル法により混合しスラリーとした。このスラリーを用いてドクターブレード法により厚さ８０μｍのフェライトグリーンシートを成形した。 Next, as a ferrite green sheet, calcined with a magnetic permeability of 150.0 composed of crystal phases of ZnFe 2 O 4 , MnFe 2 O 4 , FeFe 2 O 4 , and NiFe 2 O 4 having an average particle diameter of 0.5 to 1 μm. To the finished ferrite powder, 10% by weight of butyral resin and 45% by weight of high molecular weight alcohol were added as a diluent and mixed by a ball mill method to obtain a slurry. Using this slurry, a ferrite green sheet having a thickness of 80 μm was formed by a doctor blade method.
次に、絶縁ペーストとしてガラスセラミックスに含有されるガラス粉末と同じＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＭｇＯ−Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ系ガラス粉末３０質量％，フェライトグリーンシートグリーンシートに含有されるフェライト粉末と同じ平均粒径０.５〜１μｍのＺｎＦｅ２Ｏ４，ＭｎＦｅ２Ｏ４，ＦｅＦｅ２Ｏ４，ＮｉＦｅ２Ｏ４の結晶相から構成されるフェライト粉末７０質量％を用い、所定量のエチルセルロース系樹脂とテルピネオールを加え、３本ロールにより適度な粘度になるように混合し作製した。 Next, the same SiO 2 —Al 2 O 3 —MgO—B 2 O 3 —ZnO glass powder as the glass powder contained in the glass ceramic as the insulating paste, 30% by mass, the ferrite powder contained in the ferrite green sheet green sheet 70% by mass of ferrite powder composed of a crystal phase of ZnFe 2 O 4 , MnFe 2 O 4 , FeFe 2 O 4 , NiFe 2 O 4 having the same average particle diameter of 0.5 to 1 μm, and a predetermined amount of ethyl cellulose Resin and terpineol were added and mixed by three rolls so as to obtain an appropriate viscosity.
なお、ガラスセラミックグリーンシートおよびフェライトグリーンシート，拘束グリーンシートは、ともに透磁率の評価用試験片形状である外径２０ｍｍ，内径５ｍｍのリング形状に加工しておいた。 The glass ceramic green sheet, the ferrite green sheet, and the constrained green sheet were both processed into a ring shape having an outer diameter of 20 mm and an inner diameter of 5 mm, which is a test piece shape for permeability evaluation.
まず、ガラスセラミックグリーンシートの所定枚数を重ね合わせ、その上に絶縁ペースト層を全面に塗布し乾燥を行なった。絶縁ペースト層は２０μｍの厚みとした。その後、乾燥した絶縁ペースト層上にフェライトグリーンシートを重ね合わせ、さらに、その上に絶縁ペースト層を全面に塗布し乾燥を行なった。絶縁ペースト層は２０μｍの厚みとした。その後、乾燥した絶縁ペースト層上にガラスセラミックグリーンシートの所定枚数を重ね合わせ、温度５５℃，圧力２０ＭＰａで圧着してガラスセラミック積層体を得た。 First, a predetermined number of glass ceramic green sheets were overlapped, and an insulating paste layer was applied over the entire surface and dried. The insulating paste layer was 20 μm thick. Thereafter, a ferrite green sheet was superposed on the dried insulating paste layer, and further, the insulating paste layer was applied over the entire surface and dried. The insulating paste layer was 20 μm thick. Thereafter, a predetermined number of glass ceramic green sheets were superposed on the dried insulating paste layer and pressure-bonded at a temperature of 55 ° C. and a pressure of 20 MPa to obtain a glass ceramic laminate.
得られたガラスセラミック積層体をアルミナセラミックスのセッターに載置し、その上にアルミナセラミックスのセッターと同一成分から成る重しを載せて約０.５ＭＰａの荷重をかけつつ大気中にて５００℃で２時間加熱して有機成分を除去した後、大気中にて９００℃で１時間焼成した。 The obtained glass ceramic laminate was placed on an alumina ceramic setter, and a weight composed of the same components as the alumina ceramic setter was placed on the glass ceramic laminate, and a load of about 0.5 MPa was applied at 500 ° C. in the atmosphere. After removing the organic components by heating for 2 hours, it was fired at 900 ° C. for 1 hour in the air.
得られたガラスセラミック基板は内層の全面にフェライト層２が形成されているものの、ガラスセラミック基板に反りや変形も認められなかった。
Although the obtained glass ceramic substrate had the
また、得られたガラスセラミック基板の絶縁層４の焼成後の厚みは１０μｍであった。
Moreover, the thickness after baking of the insulating
このようにして得られた本実施例１のガラスセラミック基板について、全体の収縮と収縮バラツキおよび透磁率について測定した結果を表１に示す。 Table 1 shows the results of measuring the overall shrinkage, shrinkage variation, and magnetic permeability of the glass ceramic substrate of Example 1 obtained in this way.
実施例１の絶縁層４に代えてＡｇ粉末（平均粒径１.０μｍ）８０質量％，ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＭｇＯ−Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ系ガラス粉末２０質量％を用いて焼結金属層５を形成した以外は実施例１と同様にして、実施例２の評価用試験片を作製した。得られたガラスセラミック基板について、全体の収縮と収縮バラツキおよび透磁率について測定した結果を表１に示す。
Instead of the insulating
実施例１と同様の作製方法でガラスセラミック積層体を作製し、そのガラスセラミック積層体の上下両面にそれぞれ拘束グリーンシートを１枚ずつ重ね合わせ、温度５５℃，圧力２０ＭＰａで圧着して積層体を得た。拘束グリーンシートは、無機成分としてＡｌ２Ｏ３粉末９５質量％と、軟化点７２０℃のＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＭｇＯ−Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ系ガラス粉末５質量％とを用いて、実施例１のガラスセラミックグリーンシートと同様にしてスラリーを作製し、次いで２５０μｍの厚みになるように成形した。 A glass ceramic laminate was produced by the same production method as in Example 1, and a constrained green sheet was superposed on each of the upper and lower surfaces of the glass ceramic laminate, and the laminate was crimped at a temperature of 55 ° C. and a pressure of 20 MPa. Obtained. The restraint green sheet uses 95% by mass of Al 2 O 3 powder as an inorganic component and 5% by mass of SiO 2 —Al 2 O 3 —MgO—B 2 O 3 —ZnO-based glass powder having a softening point of 720 ° C. A slurry was prepared in the same manner as the glass ceramic green sheet of Example 1, and then molded to a thickness of 250 μm.
得られた積層体をアルミナセッター上に載置し、その上に積層体上面を覆う大きさで、かつ積層体に０.５ＭＰａの荷重をかけるアルミナセラミックスから成る重しを載せて荷重をかけつつ、大気中にて５００℃で２時間加熱して有機成分を除去した後、大気中にて９００℃で１時間焼成した。焼成後は、ガラスセラミック基板の両面に拘束シートが付着していた。この状態では、軽く叩いても拘束シートが剥がれることはなかった。 The obtained laminate is placed on an alumina setter, and a weight of alumina ceramic is applied to the laminate so as to cover the top surface of the laminate, and a load of 0.5 MPa is applied to the laminate. The organic component was removed by heating at 500 ° C. for 2 hours in the air, and then baked at 900 ° C. for 1 hour in the air. After firing, constraining sheets were attached to both surfaces of the glass ceramic substrate. In this state, the restraint sheet did not peel off even when tapped lightly.
ガラスセラミック基板の表面に付着した拘束シートは、擦り取ることにより大部分は除去できたが、ガラスセラミック基板の表面に薄く残留していた。この残留した拘束シートを、球状Ａｌ２Ｏ３微粉末と水との混合物を高圧の空気圧で投射するウェットブラスト法により除去した。拘束シートを除去した後のガラスセラミック基板の表面は、表面の算術平均粗さＲａが１μｍ以下の平滑な面であった。得られたガラスセラミック基板について、全体の収縮と収縮バラツキおよび透磁率について測定した結果を表１に示す。 Most of the constraining sheet attached to the surface of the glass ceramic substrate could be removed by rubbing, but it remained thin on the surface of the glass ceramic substrate. The remaining constraining sheet was removed by a wet blasting method in which a mixture of spherical Al 2 O 3 fine powder and water was projected with high pressure air pressure. The surface of the glass ceramic substrate after removing the constraining sheet was a smooth surface having an arithmetic average roughness Ra of 1 μm or less. Table 1 shows the results of measuring the overall shrinkage, shrinkage variation, and magnetic permeability of the obtained glass ceramic substrate.
(比較例１)
焼成後の厚みが５μｍになるように絶縁層４を作製した以外は実施例１と同様にして、比較例１の評価用試験片を作製した。得られたガラスセラミック基板について、全体の収縮と収縮バラツキおよび透磁率について測定した結果を表１に示す。
(Comparative Example 1)
A test piece for evaluation of Comparative Example 1 was produced in the same manner as in Example 1 except that the insulating
(比較例２)
実施例１に対して、ガラスセラミック絶縁層６を積層せず、フェライト層２のみから成る評価用基板を作製した。得られたガラスセラミック基板について、全体の収縮と収縮バラツキおよび透磁率について測定した結果を表１に示す。
(Comparative Example 2)
A substrate for evaluation consisting of only the
以上のようにして作製した実施例１〜３および比較例１，２の評価用基板の収縮と収縮バラツキの測定を、寸法測定機能のついた顕微鏡を用い、基板の外形寸法を測定することにより行なった。また、透磁率の測定はインピーダンスアナライザー「ＨＰ−４２９１Ａ」（ヒューレットパッカード社製）を用い、高周波電流電圧法にて測定した。なお、表１に示す測定結果のうち基板全体の収縮バラツキおよび透磁率は、サンプル数ｎ＝５個のデータによるものである。
表１より、絶縁層４の厚みが５μｍである比較例１の場合、透磁率が１２０．２であり、透磁率が大きく低下していた。
From Table 1, in the case of the comparative example 1 whose thickness of the insulating
一方、絶縁層４または焼結金属層５の厚みが１０μｍである実施例１〜３の透磁率は、それぞれ１４０．５，１４３．３，１４１．１であり、比較例１に比べ透磁率の低下は小さかった。
On the other hand, the magnetic permeability of Examples 1 to 3 in which the thickness of the insulating
これは、絶縁層４の厚みが薄い比較例１では、ガラスセラミック絶縁層６とフェライト層２との熱膨張差によるフェライト層２の内部応力を緩和できず、フェライト層２に磁歪が発生したためである。
This is because in Comparative Example 1 where the thickness of the insulating
また、フェライト層２のみから成る比較例２の場合は、評価用基板の基板全体の収縮は１６％と大きくなり、収縮バラツキも±０.５％と大きかった。
Further, in the case of Comparative Example 2 including only the
一方、本発明のガラスセラミック基板である実施例１，２の基板全体の収縮は５％と比較例２の場合に比べて小さく、収縮バラツキも±０.２％と比較例２の場合に比べて小さかった。さらに、拘束グリーンシートを用いて製造したガラスセラミック基板である実施例３の基板全体の収縮は０.５％と実施例１，２の場合に比べさらに小さく、収縮ばらつきも±０.１％と実施例１，２の場合に比べさらに小さかった。すなわち、本発明のガラスセラミック基板およびその製造方法によると、ガラスセラミック基板全体の収縮を抑制することができるとともに、収縮バラツキも抑えることができることが分かった。 On the other hand, the shrinkage of the whole substrates of Examples 1 and 2 which are the glass ceramic substrates of the present invention is 5%, which is smaller than that of Comparative Example 2, and the shrinkage variation is ± 0.2%, which is compared with that of Comparative Example 2. It was small. Further, the shrinkage of the whole substrate of Example 3 which is a glass ceramic substrate manufactured using a constrained green sheet is 0.5%, which is smaller than those of Examples 1 and 2, and the shrinkage variation is ± 0.1%. It was even smaller than in the case of Examples 1 and 2. That is, according to the glass ceramic substrate and the manufacturing method thereof of the present invention, it has been found that the shrinkage of the entire glass ceramic substrate can be suppressed and the shrinkage variation can also be suppressed.
本実施例４では、図４および図５で示すような、表面に２ｍｍ×２ｍｍの絶縁層が印刷された外径５０ｍｍ×５０ｍｍ，厚み２ｍｍの評価用基板を作製し、引っ張り強度を測定した。なお、図４および図５において、図１と同様の箇所には同じ符号を付してあり、２はフェライト層、４は絶縁層、６はガラスセラミック絶縁層である。引っ張り強度は絶縁層に熱硬化樹脂を用いて引っ張り測定用冶具を接着し、ＭＯＤＥＬ−１３１０ＤＷ、ＭＯＤＥＬ １０１１（ＡＩＫＯＨ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ社製）を用いて引っ張り測定用冶具を引っ張ることにより測定した。 In Example 4, an evaluation substrate having an outer diameter of 50 mm × 50 mm and a thickness of 2 mm with a 2 mm × 2 mm insulating layer printed on the surface as shown in FIGS. 4 and 5 was prepared, and the tensile strength was measured. 4 and 5, the same reference numerals are given to the same portions as in FIG. 1, 2 is a ferrite layer, 4 is an insulating layer, and 6 is a glass ceramic insulating layer. The tensile strength was measured by bonding a tensile measurement jig to the insulating layer using a thermosetting resin and pulling the tensile measurement jig using MODEL-1310DW and MODEL 1011 (manufactured by AIKOH ENGINEERING).
まず、実施例１と同様の方法にてガラスセラミックグリーンシートおよびフェライトグリーンシートを成型した。 First, a glass ceramic green sheet and a ferrite green sheet were molded by the same method as in Example 1.
ここで、ガラスセラミックグリーンシートに含有されるガラスの軟化温度は８００℃であり、フェライトグリーンシートの焼結開始温度は７５０℃である。 Here, the softening temperature of the glass contained in the glass ceramic green sheet is 800 ° C., and the sintering start temperature of the ferrite green sheet is 750 ° C.
次に、絶縁ペーストとしてガラスセラミックスに含有されるガラス粉末と同じ軟化温度が８００℃のＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＭｇＯ−Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ系ガラス粉末３０質量％，フェライトグリーンシートグリーンシートに含有されるフェライト粉末と同じ平均粒径０.５〜１μｍのＺｎＦｅ２Ｏ４，ＭｎＦｅ２Ｏ４，ＦｅＦｅ２Ｏ４，ＮｉＦｅ２Ｏ４の結晶相から構成されるフェライト粉末７０質量％を用い、所定量のエチルセルロース系樹脂とテルピネオールを加え、３本ロールにより適度な粘度になるように混合し作製した。 Next, the SiO 2 —Al 2 O 3 —MgO—B 2 O 3 —ZnO-based glass powder having a softening temperature of 800 ° C., which is the same as the glass powder contained in the glass ceramic as the insulating paste, is 30% by mass, ferrite green sheet green sheet 70% by mass of ferrite powder composed of a crystal phase of ZnFe 2 O 4 , MnFe 2 O 4 , FeFe 2 O 4 , NiFe 2 O 4 having the same average particle diameter of 0.5 to 1 μm as the ferrite powder contained in A predetermined amount of ethylcellulose-based resin and terpineol were added and mixed to prepare an appropriate viscosity with three rolls.
なお、ガラスセラミックグリーンシートおよびフェライトグリーンシート，拘束グリーンシートは、ともに外径５０ｍｍ×５０ｍｍ，厚み２ｍｍの基板形状に加工しておいた。 The glass ceramic green sheet, ferrite green sheet, and constrained green sheet were both processed into a substrate shape having an outer diameter of 50 mm × 50 mm and a thickness of 2 mm.
まず、ガラスセラミックグリーンシートまたはフェライトグリーンシートの所定枚数を重ね合わせ、その上に絶縁ペースト層を２ｍｍ×２ｍｍの形状に塗布し乾燥を行なった。絶縁ペースト層は２０μｍの厚みとした。その後、温度５５℃，圧力２０ＭＰａで圧着してガラスセラミック積層体またはフェライト積層体を得た。 First, a predetermined number of glass ceramic green sheets or ferrite green sheets were superposed, and an insulating paste layer was applied in a 2 mm × 2 mm shape thereon and dried. The insulating paste layer was 20 μm thick. Thereafter, the glass ceramic laminate or the ferrite laminate was obtained by pressure bonding at a temperature of 55 ° C. and a pressure of 20 MPa.
得られたガラスセラミック積層体またはフェライト積層体をアルミナセラミックスのセッターに載置し、その上にアルミナセラミックスのセッターと同一成分から成る重しを載せて約０.５ＭＰａの荷重をかけつつ大気中にて５００℃で２時間加熱して有機成分を除去した後、大気中にて９００℃で１時間焼成した。 The obtained glass ceramic laminate or ferrite laminate is placed on an alumina ceramic setter, and a weight of the same component as the alumina ceramic setter is placed on the glass ceramic laminate or ferrite laminate, and a load of about 0.5 MPa is applied to the atmosphere. The mixture was heated at 500 ° C. for 2 hours to remove organic components, and then baked at 900 ° C. for 1 hour in the air.
得られたガラスセラミック評価用基板またはフェライト評価用基板の絶縁層４の焼成後の厚みは１０μｍであった。
The thickness of the insulating
このようにして得られた本実施例４のガラスセラミック基板について、引っ張り強度について測定した結果を表２に示す。 Table 2 shows the results of measuring the tensile strength of the glass ceramic substrate of Example 4 obtained in this manner.
絶縁層のガラスにおいて軟化点が６００℃、結晶化温度が８５０℃のＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ系ガラスを用いた以外は実施例４と同様にして実施例５の評価用基板を作製した。 A substrate for evaluation of Example 5 was produced in the same manner as in Example 4 except that SiO 2 —B 2 O 3 —ZnO-based glass having a softening point of 600 ° C. and a crystallization temperature of 850 ° C. was used in the insulating layer glass. did.
絶縁層のガラスにおいて軟化点が６００℃、結晶化温度が７００℃のＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ系ガラスを用いた以外は実施例４と同様にして実施例６の評価用基板を作製した。 A substrate for evaluation of Example 6 was produced in the same manner as in Example 4 except that SiO 2 —B 2 O 3 —ZnO-based glass having a softening point of 600 ° C. and a crystallization temperature of 700 ° C. was used in the insulating layer glass. did.
絶縁層のガラスにおいて軟化点が８００℃、結晶化温度が９５０℃のＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＭｇＯ−Ｂ２Ｏ３系ガラスを用いた以外は実施例４と同様にして実施例７の評価用基板を作製した。 In the same manner as in Example 4 except that SiO 2 —Al 2 O 3 —MgO—B 2 O 3 -based glass having a softening point of 800 ° C. and a crystallization temperature of 950 ° C. was used in the insulating layer glass. An evaluation substrate was prepared.
このようにして作製した実施例４、５，６および７の評価用基板の引っ張り強度を測定した。その測定結果を表２に示す。 The tensile strength of the evaluation substrates of Examples 4, 5, 6 and 7 produced in this way was measured. The measurement results are shown in Table 2.
なお、表２に示す測定結果は、サンプル数ｎ＝５個のデータによるものである。
表２より、ガラスセラミック評価基板の測定結果においてガラスセラミックに含有されるガラスより結晶化温度の高いガラスを用いた接合層の引っ張り強度が高かった。ガラスセラミック絶縁層内に拡散した接合層に含有されるガラスがガラスセラミック絶縁層に含有されるガラスと同時に液相として存在するため、互いの濡れ性が良くガラスセラミック絶縁層の焼結を促進させ絶縁層とガラスセラミック絶縁層の界面に強固な接合界面を形成するためである。また、フェライト評価基板の測定結果においてフェライトの焼結開始温度より軟化点の低いガラスを用いた接合層の引っ張り強度が高かった。フェライト層が焼結を開始するより早く絶縁層に含有されるガラスがフェライト層に拡散し液相としてフェライト層の焼結を促進させるため、絶縁層とフェライト層の界面に強固な接合界面を形成したためである。 From Table 2, the tensile strength of the joining layer using the glass whose crystallization temperature is higher than the glass contained in the glass ceramic in the measurement result of the glass ceramic evaluation substrate was high. Since the glass contained in the bonding layer diffused in the glass ceramic insulating layer exists as a liquid phase simultaneously with the glass contained in the glass ceramic insulating layer, the wettability of each other is good and the sintering of the glass ceramic insulating layer is promoted. This is because a strong bonding interface is formed at the interface between the insulating layer and the glass ceramic insulating layer. Further, in the measurement results of the ferrite evaluation substrate, the tensile strength of the bonding layer using glass having a softening point lower than the sintering start temperature of ferrite was high. Since the glass contained in the insulating layer diffuses into the ferrite layer earlier than the ferrite layer starts sintering and promotes the sintering of the ferrite layer as a liquid phase, a strong bonding interface is formed at the interface between the insulating layer and the ferrite layer This is because.
実施例１と同様の作製方法で被焼成物７を作製し、得られた被焼成物７をマイクロ波吸収性の棚板１３に載置した。この棚板１３の材質にはフェライト層２よりもマイクロ波吸収性の高いＳｉＣを用いた。次に、この被焼成物７をマイクロ波吸収性の筐体８で囲った。この筐体８の材質にはマイクロ波吸収性がフェライト層２と同程度のアルミナを用いた。この筐体８を通して被焼成物７にマイクロ波を照射することにより、大気中で５００℃で２時間加熱して有機成分を除去した後、大気中で９００℃で１時間焼成した。得られた評価用のガラスセラミック基板について、全体の収縮、収縮バラツキ、透磁率およびフェライト層２部分の密度を測定した結果を下記表３に示す。
(比較例３)
A to-
(Comparative Example 3)
実施例１と同様の作製方法で被焼成物７を作製し、得られた被焼成物７をマイクロ波吸収性の棚板１３に載置した。この棚板１３の材質には実施例８と同じ物を用いた。次に、この被焼成物７をマイクロ波吸収性の筐体８で囲った。この筐体８の材質にはマイクロ波吸収性がフェライト層２よりも低いムライトを用いた。この筐体８を通して被焼成物７にマイクロ波を照射することにより、大気中で５００℃で２時間加熱して有機成分を除去した後、大気中で９００℃で１時間焼成した。得られた評価用のガラスセラミック基板について、全体の収縮、収縮バラツキ、透磁率およびフェライト層２部分の密度を測定した結果を下記表３に示す。
(比較例４)
A to-
(Comparative Example 4)
実施例１と同様の作製方法で被焼成物７を作製し、得られた被焼成物７を電気炉を用い、大気中にて５００℃で２時間加熱して有機成分を除去した後、大気中にて９００℃で１時間焼成した。得られた評価用のガラスセラミック基板について、全体の収縮、収縮バラツキ、透磁率およびフェライト層部分の密度を測定した結果を下記表３に示す。
The to-
以上のようにして作製した実施例８、比較例３，４の評価用のガラスセラミック基板の収縮と収縮バラツキの測定を、寸法測定機能のついた顕微鏡を用い、ガラスセラミック基板の外形寸法を測定することにより行なった。また、透磁率の測定は、インピーダンスアナライザー（「ＨＰ−４２９１Ａ」ヒューレットパッカード社製）を用い、高周波電流電圧法にて測定した。また、評価用のガラスセラミック基板を表面と裏面から研磨し、フェライト層２部分を削り出し、アルキメデス法により密度の測定を行った。なお、表３に示す測定結果のうち、収縮バラツキおよび透磁率は、サンプル数ｎが５個のデータによるものである。
表３より、電気炉を用いて焼成した比較例４は透磁率１３０．０、密度４．９０ｇ／ｃｍ３と低かった。また、筐体８の材質に、マイクロ波吸収性がフェライト層２よりも低いムライトを用いてマイクロ波により焼成した比較例３は、透磁率１４３．０、密度５．０５ｇ／ｃｍ３と高かったが、収縮バラツキが±０．４％と大きかった。また、ガラスセラミック基板の反りも大きかった。
From Table 3, the comparative example 4 baked using the electric furnace was as low as magnetic permeability 130.0 and density 4.90g / cm < 3 >. Moreover, the comparative example 3 which baked with the microwave using the mullite whose microwave absorptivity is lower than the
一方、本発明のガラスセラミック基板である実施例８のものは、透磁率１４５．５、密度５．１５ｇ／ｃｍ３と高く、収縮バラツキは±０．１５％と小さかった。すなわち、本発明のガラスセラミック基板の製造方法によると、ガラスセラミック基板の収縮バラツキが小さく、フェライト層２の密度が高く、透磁率の高いガラスセラミック基板を作製できることが分かった。
On the other hand, the glass ceramic substrate of Example 8 of the present invention had a high magnetic permeability of 145.5, a density of 5.15 g / cm 3 and a small shrinkage variation of ± 0.15%. That is, according to the manufacturing method of the glass ceramic substrate of this invention, it turned out that the shrinkage variation of a glass ceramic substrate is small, the density of the
なお、本発明は上述の実施の形態および実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内であれば種々の変更は可能である。例えば、上述の実施の形態の例では配線導体３にＡｇを用いたが、配線導体３にＣｕ，Ａｕ，Ａｇ−Ｐｄ合金等を用いてもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, although Ag is used for the wiring conductor 3 in the above-described embodiment, Cu, Au, Ag—Pd alloy, or the like may be used for the wiring conductor 3.
１：絶縁基体
２：フェライト層
３：配線導体
４：絶縁層
５：焼結金属層
６：ガラスセラミック絶縁層
７：被焼成物
８：筐体
９：マイクロ波焼成炉
１３：棚板
１６：焼成雰囲気ガス
1: Insulating substrate 2: Ferrite layer 3: Wiring conductor 4: Insulating layer 5: Sintered metal layer 6: Glass ceramic insulating layer 7: Firing object 8: Housing 9: Microwave firing furnace 13: Shelves 16: Firing Atmospheric gas
Claims (7)
前記ガラスセラミックグリーンシート積層体から有機成分を除去した後に焼成する工程とを有することを特徴とするガラスセラミック基板の製造方法。 A claim 1 process for producing a glass ceramic substrate, comprising: a plurality of glass ceramic green sheets, ZnFe 2 O 4, MnFe 2 O 4, FeFe 2 O 4, CoFe 2 O 4, NiFe 2 O 4, BaFe At least two ferrite green sheets having at least one of 12 O 4 , SrFe 12 O 4 and CuFe 2 O 4 and having the same size as the glass ceramic green sheet and having a coil conductor disposed therebetween. A glass having a higher thermal expansion coefficient than the glass ceramic insulating layer, an insulating paste layer containing the same calcined ferrite powder as the ferrite contained in the ferrite layer, and a Cu, Ag, Au, Pt, Ag—Pd alloy, and Containing at least one metal powder and glass powder of Ag-Pt alloy With laminated via at least one metal paste layer, a process of forming a glass-ceramic green sheet laminate the top and bottom layers was the glass ceramic green sheet,
And a step of firing after removing the organic component from the glass ceramic green sheet laminate.
前記ガラスセラミックグリーンシート積層体の上下両面に、難焼結性無機材料とガラスと有機バインダとを含む拘束グリーンシートを積層する工程と、
前記拘束グリーンシートと前記ガラスセラミックグリーンシート積層体との積層体から有機成分を除去した後に焼成して拘束シートを保持したガラスセラミック基板を作製する工程と、
前記ガラスセラミック基板から前記拘束シートを除去する工程とを含み、
前記拘束グリーンシートのガラス含有量が、前記焼成時に前記拘束グリーンシートを前記ガラスセラミックグリーンシートと結合させかつ前記拘束グリーンシートをその積層面内で実質的に収縮させない量であることを特徴とするガラスセラミック基板の製造方法。 A claim 1 process for producing a glass ceramic substrate, comprising: a plurality of glass ceramic green sheets, ZnFe 2 O 4, MnFe 2 O 4, FeFe 2 O 4, CoFe 2 O 4, NiFe 2 O 4, BaFe At least two ferrite green sheets having at least one of 12 O 4 , SrFe 12 O 4 and CuFe 2 O 4 and having the same size as the glass ceramic green sheet and having a coil conductor disposed therebetween. A glass having a higher thermal expansion coefficient than the glass ceramic insulating layer, an insulating paste layer containing the same calcined ferrite powder as the ferrite contained in the ferrite layer, and a Cu, Ag, Au, Pt, Ag—Pd alloy, and Containing at least one metal powder and glass powder of Ag-Pt alloy With laminated via at least one metal paste layer, a process of forming a glass-ceramic green sheet laminate the top and bottom layers was the glass ceramic green sheet,
Laminating a constrained green sheet containing a non-sinterable inorganic material, glass and an organic binder on both upper and lower surfaces of the glass ceramic green sheet laminate;
Producing a glass ceramic substrate holding the restraint sheet by firing after removing organic components from the laminate of the restraint green sheet and the glass ceramic green sheet laminate;
Removing the constraining sheet from the glass ceramic substrate,
The glass content of the constraining green sheet is an amount that binds the constraining green sheet with the glass ceramic green sheet during the firing and does not substantially shrink the constraining green sheet in its laminated surface. A method for producing a glass ceramic substrate.
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