JP4863975B2 - Ceramic powder for green sheet and multilayer ceramic substrate - Google Patents
Ceramic powder for green sheet and multilayer ceramic substrate Download PDFInfo
- Publication number
- JP4863975B2 JP4863975B2 JP2007305662A JP2007305662A JP4863975B2 JP 4863975 B2 JP4863975 B2 JP 4863975B2 JP 2007305662 A JP2007305662 A JP 2007305662A JP 2007305662 A JP2007305662 A JP 2007305662A JP 4863975 B2 JP4863975 B2 JP 4863975B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- glass
- powder
- ceramic substrate
- green sheet
- low
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Description
本発明は、グリーンシート用セラミック粉末及び多層セラミック基板に関する。詳細には、情報通信及び自動車等の分野において、マイクロ波やミリ波帯等の高周波特性に優れた低温焼成セラミック基板を与えるグリーンシート用セラミック粉末、及び多層セラミック基板に関する。 The present invention relates to a ceramic powder for a green sheet and a multilayer ceramic substrate. More specifically, the present invention relates to a ceramic powder for green sheets and a multilayer ceramic substrate that provides a low-temperature fired ceramic substrate having excellent high-frequency characteristics such as microwaves and millimeter waves in the fields of information communication and automobiles.
高度な情報通信を支える技術として、低温焼成多層セラミック基板が実用化されている。かかる低温焼成多層セラミック基板は、グリーンシート用セラミック粉末から作製されたグリーンシートに導体ペーストを用いて回路パターンを形成した後、複数のグリーンシートを積層一体化して低温焼成した回路配線内蔵の多層基板である。かかる低温焼成多層セラミック基板は、グリーンシート（セラミック材料）と導体ペースト（導体材料）とを同時に焼成するため、同時焼成基板とも称せられる。
かかる低温焼成多層セラミック基板を作製するのに用いられるグリーンシート用セラミック粉末としては、一般的に、ガラス成分と、結晶性の無機化合物（例えば、アルミナ）との混合物が用いられる。ここで、約１０００℃以下での低温焼成は、焼結過程におけるガラス成分の軟化に伴う速やかな緻密化に起因しているため、軟化点が１０００℃以下のガラス成分を選択することで可能となる。
A low-temperature fired multilayer ceramic substrate has been put to practical use as a technology that supports advanced information communication. Such a low-temperature fired multilayer ceramic substrate is a multilayer substrate with built-in circuit wiring in which a circuit pattern is formed on a green sheet made of ceramic powder for a green sheet using a conductor paste, and a plurality of green sheets are laminated and fired at a low temperature. It is. Such a low-temperature fired multilayer ceramic substrate is also referred to as a co-fired substrate because a green sheet (ceramic material) and a conductor paste (conductor material) are fired simultaneously.
As a ceramic powder for a green sheet used for producing such a low-temperature fired multilayer ceramic substrate, a mixture of a glass component and a crystalline inorganic compound (for example, alumina) is generally used. Here, low-temperature firing at about 1000 ° C. or less is possible by selecting a glass component having a softening point of 1000 ° C. or less because it is caused by rapid densification accompanying the softening of the glass component in the sintering process. Become.
近年、情報通信分野では、通信機器の増大化とチャンネル数の増加により、使用する電波の周波数帯が高周波化しており、マイクロ波やミリ波帯が用いられてきている。この使用する電波の周波数は、高くなるほど回路中で熱に変わる作用、すなわち伝送損失が多くなるため、製品の高性能化を目指すユーザーから、高周波帯での伝送損失を少なくすることが求められている。かかる高周波帯における伝送損失に多大な影響を及ぼす因子としては、セラミック基板の誘電特性及び導体の電気伝導度が挙げられる。この中でも、セラミック基板の誘電特性は特に重要であり、高い周波数になるほどその寄与率が高くなる。このため、高周波帯での伝送損失を少なくする観点から、誘電特性に優れた（すなわち、比誘電率εｒ及び誘電正接ｔａｎδが低い）セラミック基板を与えるグリーンシート用セラミック粉末が求められている。
しかしながら、かかるセラミック基板の誘電特性は、低温焼成との両立が一般的に難しいという問題がある。特に、電気伝導度に優れるＡｇを導体材料として用いる場合には、９００℃以下の温度での低温焼成が要求されるため、上記のような誘電特性と低温焼成との両立がより難しくなる。
In recent years, in the information communication field, the frequency band of radio waves to be used has been increased due to the increase in communication equipment and the number of channels, and the microwave and millimeter wave bands have been used. The higher the frequency of the radio wave used, the more it will change into heat in the circuit, that is, the transmission loss will increase. Therefore, users aiming to improve the performance of the product are required to reduce the transmission loss in the high frequency band. Yes. Factors that greatly affect transmission loss in such a high frequency band include the dielectric characteristics of the ceramic substrate and the electrical conductivity of the conductor. Among these, the dielectric characteristics of the ceramic substrate are particularly important, and the contribution rate increases as the frequency increases. For this reason, from the viewpoint of reducing transmission loss in the high frequency band, there is a need for a ceramic powder for green sheets that provides a ceramic substrate with excellent dielectric characteristics (that is, low dielectric constant ε r and dielectric tangent tan δ).
However, the dielectric characteristics of such a ceramic substrate have a problem that it is generally difficult to achieve compatibility with low-temperature firing. In particular, when Ag having excellent electrical conductivity is used as a conductor material, low-temperature firing at a temperature of 900 ° C. or less is required, so that it is more difficult to achieve both the above dielectric properties and low-temperature firing.
従来のグリーンシート用セラミック粉末としては、例えば、１２〜５９．６重量％のアルミナと、１８〜６９．６重量％のホウケイ酸系ガラスと、１〜４０重量％のアノーサイト結晶と、１〜５重量％のセルシアン結晶とからなるグリーンシート用セラミック粉末がある（例えば、特許文献１参照）。かかるグリーンシート用セラミック粉末は、焼成雰囲気を選ばずに低温焼成が可能で、且つ比誘電率εｒが低く、機械的強度に優れるセラミック基板を与えることができる。
また、比誘電率εｒ及び誘電正接ｔａｎδが低いアルミノケイ酸塩系ガラスの組成も開示されている（例えば、特許文献２及び非特許文献１参照）。
Examples of conventional ceramic powder for green sheets include, for example, 12-59.6% by weight alumina, 18-69.6% by weight borosilicate glass, 1-40% by weight anorthite crystals, There is a ceramic powder for green sheets composed of 5% by weight of celsian crystals (see, for example, Patent Document 1). Ceramic powder for such green sheets, at a low temperature sintered without selecting the firing atmosphere, and the relative dielectric constant epsilon r is low, it is possible to provide a ceramic substrate having excellent mechanical strength.
Moreover, the composition of the aluminosilicate type | system | group glass with low dielectric constant (epsilon) r and dielectric loss tangent tan-delta is also disclosed (for example, refer patent document 2 and nonpatent literature 1).
しかしながら、特許文献１では、高周波帯（マイクロ波やミリ波帯）での伝送損失の問題ついては示されておらず、また、誘電特性と低温焼成とを両立させる方法についても示されていない。実際、特許文献１のグリーンシート用セラミック粉末から得られるセラミック基板は、従来の材料であるアルミナ基板に比べて高周波帯での伝送損失が多く、高周波帯用として十分とは言えない性能である。一般的に、ホウケイ酸系やアルミノケイ酸塩系ガラスに比べてアルミナは高周波帯での伝送損失が少ないので、定性的には、特許文献１のグリーンシート用セラミック粉末において、アルミナの配合量を増加させることで、高周波帯での伝送損失をある程度少なくすることができると思われる。しかし、このようなグリーンシート用セラミック粉末では、吸水性や強度不足の問題を生じ得ることから、高周波帯での伝送損失が少ないガラス成分が望まれている。 However, Patent Document 1 does not show the problem of transmission loss in a high frequency band (microwave or millimeter wave band), nor does it show a method for achieving both dielectric properties and low-temperature firing. In fact, the ceramic substrate obtained from the ceramic powder for green sheets disclosed in Patent Document 1 has a higher transmission loss in the high frequency band than the alumina substrate, which is a conventional material, and cannot be said to be sufficient for the high frequency band. Generally, alumina has less transmission loss in the high frequency band than borosilicate and aluminosilicate glasses, so qualitatively, the amount of alumina added in the ceramic powder for green sheets of Patent Document 1 is increased. By doing so, it seems that transmission loss in the high frequency band can be reduced to some extent. However, such a ceramic powder for green sheets may cause problems such as water absorption and insufficient strength, and therefore, a glass component with low transmission loss in a high frequency band is desired.
一方、特許文献２及び非特許文献１には、比誘電率εｒ及び誘電正接ｔａｎδが低いアルミノケイ酸塩系ガラスの組成が開示されているものの、この組成を有するガラス組成物は、ガラス繊維用途であって、軟化温度が高く、軟化後も高粘度であるため、グリーンシート用セラミック粉末の構成成分としては適さない。 On the other hand, although Patent Document 2 and Non-Patent Document 1 disclose a composition of an aluminosilicate glass having a low relative dielectric constant ε r and a dielectric loss tangent tan δ, a glass composition having this composition is used for glass fibers. However, since the softening temperature is high and the viscosity is high even after softening, it is not suitable as a component of the ceramic powder for green sheets.
本発明者等は、当初、特許文献２のガラス組成物とアルミナ粉末とを様々な配合比で含むグリーンシート用セラミック粉末を調製し、かかるグリーンシート用セラミック粉末から得られる低温焼成セラミック基板における気孔率とマイクロ波帯での誘電特性とを評価した。また、比較対象として、特許文献１のグリーンシート用セラミック粉末から低温焼成セラミック基板を作製し、同様の評価を行った。その結果、特許文献２のガラス粉末を用いるグリーンシート用セラミック粉末から得られた低温焼成セラミック基板は、特許文献１の低温焼成セラミック基板に比べて、良好な誘電特性を反映し、伝送損失が概ね少なかった。 The inventors initially prepared ceramic powder for green sheets containing the glass composition of Patent Document 2 and alumina powder in various blending ratios, and pores in the low-temperature fired ceramic substrate obtained from the ceramic powder for green sheets The rate and dielectric properties in the microwave band were evaluated. Moreover, the low-temperature baking ceramic substrate was produced from the ceramic powder for green sheets of patent document 1 as a comparison object, and the same evaluation was performed. As a result, the low-temperature fired ceramic substrate obtained from the ceramic powder for green sheets using the glass powder of Patent Document 2 reflects better dielectric characteristics than the low-temperature fired ceramic substrate of Patent Document 1, and transmission loss is generally low. There were few.
しかしながら、ガラス成分の配合率が４０〜７０ｖｏｌ％である場合、特許文献１を含めた一般的な低温焼成セラミック基板の気孔率は概ね２％であるのに対し、特許文献２のガラス粉末を用いて作製した低温焼成セラミック基板の気孔率は約２０％と大きかった。つまり、特許文献２のガラス粉末を用いるグリーンシート用セラミック粉末から作製した低温焼成セラミック基板は、吸湿性が高くなり、製品に要求される耐環境性を満たさないものと考えられる。このように低温焼成セラミック基板の気孔率が大きくなる要因としては、特許文献２のガラス組成では、軟化した後の粘性が高いことが想定される。すなわち、緻密なセラミックとなるためには、軟化したガラス成分がアルミナ粉末間の間隙に流動する過程が必要なのであるが、ガラス成分の粘性が高い場合には実用的な時間内でこの過程を終了させられないものと考えられる。 However, when the compounding ratio of the glass component is 40 to 70 vol%, the porosity of general low-temperature fired ceramic substrates including Patent Document 1 is approximately 2%, whereas the glass powder of Patent Document 2 is used. The porosity of the low-temperature fired ceramic substrate produced in this way was as large as about 20%. That is, it is considered that the low-temperature fired ceramic substrate produced from the ceramic powder for green sheets using the glass powder of Patent Document 2 has high hygroscopicity and does not satisfy the environmental resistance required for the product. As a factor for increasing the porosity of the low-temperature fired ceramic substrate, it is assumed that the glass composition of Patent Document 2 has a high viscosity after being softened. In other words, in order to become a dense ceramic, a process in which the softened glass component flows into the gaps between the alumina powders is necessary, but if the viscosity of the glass component is high, this process is completed within a practical time. It is thought that it cannot be made.
また、ガラス組成を変えて検討したいくつかのグリーンシート用セラミック粉末では、銀系導体ペーストを用いて回路パターンを形成した複数のグリーンシートを積層一体化して同時焼成を行う際に、銀の拡散により導体近傍のガラス成分の軟化点が低下して収縮挙動が変化し、反りや皺が生じるという問題があった。この反りや皺は、アルカリ金属酸化物（Ｎａ２ＯやＫ２Ｏ）をガラス成分に配合することにより抑制することができるものの、非特許文献１にも記載されているように、アルカリ金属酸化物の配合によって高周波帯での伝送損失が増加（すなわち、誘電特性が低下）する。 In addition, in some ceramic powders for green sheets studied by changing the glass composition, silver diffusion occurs when multiple green sheets with circuit patterns formed using silver-based conductor paste are laminated and integrated for simultaneous firing. As a result, the softening point of the glass component in the vicinity of the conductor is lowered, the shrinkage behavior is changed, and there is a problem that warpage and wrinkles occur. Although this warp and wrinkle can be suppressed by blending an alkali metal oxide (Na 2 O or K 2 O) in the glass component, as described in Non-Patent Document 1, alkali metal oxidation The transmission loss in the high frequency band is increased (that is, the dielectric characteristics are lowered) by the compounding of the product.
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、９００℃以下での低温焼成が可能であると共に、高周波帯（マイクロ波やミリ波帯）での誘電特性に優れ、吸湿性が低く、且つ銀系導体ペーストと同時焼成した際に反りや皺が小さい低温焼成セラミック基板を与えるグリーンシート用セラミック粉末、及び多層セラミック基板を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and can be fired at a low temperature of 900 ° C. or lower, and has excellent dielectric characteristics in a high frequency band (microwave and millimeter wave band). It is an object of the present invention to provide a ceramic powder for a green sheet and a multilayer ceramic substrate that provide a low-temperature fired ceramic substrate having low hygroscopicity and low warpage and wrinkles when fired simultaneously with a silver-based conductor paste.
本発明者は、ガラス成分の粘性が、その組成によって変化するものであり、一般的には、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物又はホウ酸を配合することによって粘性を低減させ得るという知見に基づいていくつかの試験を行い、各種特性の改善を試みた。その結果、ガラス成分中のアルカリ土類金属酸化物及びホウ酸の配合量を増加させることで、粘性を低減することができ、しかもホウ酸の配合量を増加させることで、高周波帯（マイクロ波やミリ波帯）での誘電特性に優れた低温焼成セラミック基板を与えることができることを見出した。
さらに、本発明者は、アルカリ金属酸化物をＬｉ２Ｏに限定したところ、ホウ酸の配合により向上した高周波帯（マイクロ波やミリ波帯）での誘電特性を相殺することなく、低温焼成セラミック基板の反りや皺を抑制する効果があることを見出した。
The present inventor says that the viscosity of the glass component varies depending on its composition, and in general, the viscosity can be reduced by blending alkali metal oxide, alkaline earth metal oxide or boric acid. Several tests were conducted based on the findings and attempts were made to improve various properties. As a result, the viscosity can be reduced by increasing the blending amount of alkaline earth metal oxide and boric acid in the glass component, and by increasing the blending amount of boric acid, the high frequency band (microwave It has been found that a low-temperature fired ceramic substrate having excellent dielectric properties in the band and millimeter wave band can be provided.
Furthermore, the present inventor has limited the alkali metal oxide to Li 2 O, so that the low-temperature fired ceramic can be obtained without offsetting the dielectric properties in the high frequency band (microwave and millimeter wave band) improved by the blending of boric acid. It has been found that there is an effect of suppressing warpage and wrinkles of the substrate.
すなわち、本発明は、ガラス粉末とアルミナ粉末とを含有するグリーンシート用セラミック粉末であって、前記ガラス粉末が、３５〜３９重量％のＳｉＯ２と、９〜１７重量％のＡｌ２Ｏ３と、２１〜４０重量％のＢ２Ｏ３と、１０〜２０重量％のＲ’Ｏ（但し、Ｒ’は、Ｍｇ、Ｃａ及びＢａからなる群より選択された少なくとも１種である)と、０．２〜２重量％のＬｉ２Ｏと、０．５〜２重量％のＭＯ２（但し、Ｍは、Ｔｉ及びＺｒからなる群から選択される少なくとも１種である）とを含み、全体で１００重量％となり、且つ前記ガラス粉末と前記アルミナ粉末との重量割合が４：６〜６：４であることを特徴とするグリーンシート用セラミック粉末である。
また、本発明は、上記グリーンシート用セラミック粉末を含むグリーンシートを８００〜９００℃で焼成して得られる絶縁体層と、銀を含む導体ペーストを８００〜９００℃で焼成して得られる配線を備えた配線層とを積層してなることを特徴とする多層セラミック基板である。
さらに、本発明は、上記グリーンシート用セラミック粉末を含むスラリーをシート状に成形して乾燥させることによりグリーンシートを得る工程と、銀を含む導体ペーストを用いて前記グリーンシート上に配線を印刷する工程と、前記導体ペーストが印刷されたグリーンシートを積層し、プレスして一体化させた後、８００〜９００℃で焼成する工程とを含む多層セラミック基板の製造方法である。
That is, the present invention is a ceramic powder for green sheets containing glass powder and alumina powder, wherein the glass powder is 35 to 39% by weight of SiO 2 and 9 to 17% by weight of Al 2 O 3 . 21 to 40% by weight of B 2 O 3 and 10 to 20% by weight of R′O (where R ′ is at least one selected from the group consisting of Mg, Ca and Ba), 0 0.2 to 2 % by weight of Li 2 O and 0.5 to 2% by weight of MO 2 (wherein M is at least one selected from the group consisting of Ti and Zr), 100 wt% and Do Ri, and the weight ratio of said alumina powder and the glass powder is 4: 6 to 6: a ceramic powder for a green sheet, which is a 4.
The present invention also provides an insulating layer obtained by firing a green sheet containing the ceramic powder for green sheets at 800 to 900 ° C., and a wiring obtained by firing a conductor paste containing silver at 800 to 900 ° C. A multilayer ceramic substrate characterized in that the wiring layer provided is laminated.
Furthermore, the present invention provides a step of obtaining a green sheet by forming a slurry containing the above-mentioned ceramic powder for green sheets into a sheet and drying, and printing a wiring on the green sheet using a conductive paste containing silver It is a method for producing a multilayer ceramic substrate including a step and a step of laminating green sheets printed with the conductor paste, pressing and integrating them, and firing at 800 to 900 ° C.
本発明によれば、９００℃以下での低温焼成が可能であると共に、高周波帯（マイクロ波やミリ波帯）での誘電特性に優れ、吸湿性が低く、且つ銀系導体ペーストと同時焼成した際に反りや皺が小さい低温焼成セラミック基板を与えるグリーンシート用セラミック粉末、及び多層セラミック基板を提供することができる。 According to the present invention, low-temperature firing at 900 ° C. or lower is possible, excellent dielectric properties in a high frequency band (microwave or millimeter wave band), low hygroscopicity, and co-firing with a silver-based conductor paste. It is possible to provide a ceramic powder for a green sheet and a multilayer ceramic substrate that give a low-temperature fired ceramic substrate with small warpage and wrinkles.
実施の形態１．
本発明における実施の形態１のグリーンシート用セラミック粉末は、所定の成分を含むガラス粉末と、アルミナ粉末とを含む。
本実施の形態におけるガラス粉末は、ＳｉＯ２と、Ａｌ２Ｏ３と、Ｂ２Ｏ３と、Ｒ’Ｏ(但し、Ｒ’は、Ｍｇ、Ｃａ及びＢａからなる群より選択された少なくとも１種である)と、Ｌｉ２Ｏと、ＭＯ２（但し、Ｍは、Ｔｉ及びＺｒからなる群から選択される少なくとも１種である）とを構成成分として含むガラスの粉末である。
Embodiment 1 FIG.
The ceramic powder for green sheets of Embodiment 1 in this invention contains the glass powder containing a predetermined component, and an alumina powder.
The glass powder in the present embodiment is SiO 2 , Al 2 O 3 , B 2 O 3 , and R′O (where R ′ is at least one selected from the group consisting of Mg, Ca, and Ba). ), Li 2 O, and MO 2 (wherein M is at least one selected from the group consisting of Ti and Zr) as constituent components.
かかるガラスの構成成分において、ＳｉＯ２は、それ自身がガラス化するガラス物質である。しかし、純粋なＳｉＯ２の軟化点は、１０００℃をはるかに超えており、ＳｉＯ２を多量に含むガラスでは軟化点が高くなる。
本発明におけるＳｉＯ２の含有量は、３５〜３９重量％であり、好ましくは３７〜３９重量％である。ＳｉＯ２の含有量が３５重量％未満であると、原料の溶融物からガラスが安定して得られないか、又は化学的に安定なガラスが得られない。一方、ＳｉＯ２の含有量が３９重量％を超えると、軟化点が高くなって低温焼成が困難になる。
Among the glass constituents, SiO 2 is a glass substance that vitrifies itself. However, the softening point of pure SiO 2 far exceeds 1000 ° C., and the glass containing a large amount of SiO 2 has a high softening point.
The content of SiO 2 in the present invention is 35 to 39% by weight, preferably 37 to 39% by weight. If the content of SiO 2 is less than 35% by weight, glass cannot be stably obtained from the raw material melt, or chemically stable glass cannot be obtained. On the other hand, when the content of SiO 2 exceeds 39% by weight, the softening point becomes high and low-temperature firing becomes difficult.
Ｂ２Ｏ３もまた、それ自身がガラス化するガラス物質である。かかるＢ２Ｏ３は、ＳｉＯ２を含むガラスに配合することで軟化点を低下させることができる。また、Ｂ２Ｏ３は、ホウ素−酸素の結合をガラス骨格中で形成する。かかる結合は、ケイ素−酸素の結合に比べて共有結合性が強く、電気二重極子モーメントが小さいため、電磁波に対し不活性となり、伝送損失を少なくすることができる。
しかし、ガラスにおいてＢ２Ｏ３の量が多くなると、ホウ酸に類似する酸素配位が生じるため、ガラスが化学的に不安定化する。そうなると、かかるガラスを用いたグリーンシートと銀系導体ペーストとを同時焼成する際に銀が著しく拡散する。
本発明における、Ｂ２Ｏ３の含有量は、２１〜４０重量％であり、好ましくは２２〜２８重量％である。Ｂ２Ｏ３の含有量が２１重量％未満であると、所望の誘電特性が得られない。一方、Ｂ２Ｏ３の含有量が３０重量％を超えると、その含有量が多くなるにつれてガラスが化学的に不安定化し、耐水性、耐酸性及び耐アルカリ性が低下する。そのため、高周波部品の製造において通常行われる金メッキ付け等の工程を工夫しなければならなくなる。具体的には、メッキ浴を中性にしたり、フッ素樹脂等で防湿効果を付与したりする等の工夫が必要である。ただし、Ｂ２Ｏ３の含有量が４０重量％を超えると、ガラスの化学的な安定性が顕著に低下するため、上記工夫を行っても所望の特性を有する高周波部品が得られない。
B 2 O 3 is also a glass material that vitrifies itself. Such B 2 O 3 is, can lower the softening point by blending a glass containing SiO 2. B 2 O 3 forms a boron-oxygen bond in the glass skeleton. Such a bond is stronger in covalent bond than a silicon-oxygen bond and has a small electric dipole moment, so that it becomes inactive against electromagnetic waves and transmission loss can be reduced.
However, when the amount of B 2 O 3 increases in the glass, oxygen coordination similar to boric acid is generated, so that the glass becomes chemically unstable. Then, when the green sheet using such glass and the silver-based conductor paste are simultaneously fired, silver is remarkably diffused.
In the present invention, the content of B 2 O 3 is 21 to 40% by weight, preferably 22 to 28% by weight. If the content of B 2 O 3 is less than 21% by weight, desired dielectric properties cannot be obtained. On the other hand, if the content of B 2 O 3 exceeds 30% by weight, the glass becomes chemically unstable as the content increases, and the water resistance, acid resistance and alkali resistance decrease. Therefore, it is necessary to devise a process such as gold plating that is usually performed in the manufacture of high-frequency components. Specifically, it is necessary to devise such as neutralizing the plating bath or imparting a moisture-proof effect with a fluororesin or the like. However, if the content of B 2 O 3 exceeds 40% by weight, the chemical stability of the glass is remarkably reduced, so that a high-frequency component having desired characteristics cannot be obtained even if the above-described measures are taken.
アルカリ土類金属酸化物であるＲ’Ｏ(但し、Ｒ’は、Ｍｇ、Ｃａ及びＢａからなる群より選択された少なくとも１種である)、及びアルカリ金属酸化物であるＬｉ２Ｏは、それ自身ではガラス化しないが、種々の性質を与えるガラス修飾物質である。かかるＲ’Ｏ及びＬｉ２Ｏは、化学的に卑であるアルカリ金属及びアルカリ土類金属が、ガラス中に存在する分子レベルの網目中でイオンに近い状態として存在し、ガラスを修飾してガラス骨格を切断するので、粘度を低下させることができる。また、アルカリ金属酸化物であるＬｉ２Ｏは、銀拡散を抑制することもできる。
しかし、かかる網目中において、アルカリ金属及びアルカリ土類金属の結合エネルギーのポテンシャルは、ガラス骨格と比べてなだらかなため、アルカリ土類金属酸化物及びアルカリ金属酸化物の量が多くなると、誘電緩和が大きくなり、伝送損失も多くなる。ただし、リチウムは、アルカリ金属の中でも最も軽い元素であって結合距離も短いため、電気二重極子モーメントの固有振動数が高く、またモーメントの値も小さい。そのため、アルカリ金属をＬｉ２Ｏに限定することで伝送損失の増加も抑制することができる。
R′O which is an alkaline earth metal oxide (where R ′ is at least one selected from the group consisting of Mg, Ca and Ba) and Li 2 O which is an alkali metal oxide are Although it does not vitrify itself, it is a glass modifier that imparts various properties. Such R′O and Li 2 O are present in a state in which a chemically basic alkali metal and alkaline earth metal are present in a state close to ions in a molecular-level network existing in glass, and the glass is modified to form glass. Since the skeleton is cut, the viscosity can be lowered. Further, Li 2 O is an alkali metal oxide, it is also possible to suppress the silver diffusion.
However, in such a network, the potential of the binding energy of alkali metal and alkaline earth metal is gentle compared to the glass skeleton, so that when the amount of alkaline earth metal oxide and alkali metal oxide increases, dielectric relaxation occurs. The transmission loss increases. However, since lithium is the lightest element among alkali metals and has a short bonding distance, the natural frequency of the electric dipole moment is high and the value of the moment is small. Therefore, an increase in transmission loss can be suppressed by limiting the alkali metal to Li 2 O.
本発明におけるＲ’Ｏ(但し、Ｒ’は、Ｍｇ、Ｃａ及びＢａからなる群より選択された少なくとも１種である)の含有量は、１０〜２０重量％であり、好ましくは１６〜１８重量％である。Ｒ’Ｏの含有量が１０重量％未満であると、ガラスの粘度が高くなる。また、Ｒ’Ｏの含有量が２０重量％を超えると、原料の溶融物からガラスが安定して得られないか、又は所望の誘電特性が得られない。 The content of R′O in the present invention (where R ′ is at least one selected from the group consisting of Mg, Ca and Ba) is 10 to 20% by weight, preferably 16 to 18% by weight. %. When the content of R′O is less than 10% by weight, the viscosity of the glass increases. On the other hand, if the content of R′O exceeds 20% by weight, glass cannot be stably obtained from the raw material melt, or desired dielectric properties cannot be obtained.
Ｌｉ２Ｏの含有量は、０．２〜２重量％であり、好ましくは０．５〜１重量％である。Ｌｉ２Ｏの含有量が０．２重量％未満であると、ガラスの粘度が高くなると共に、銀の拡散を抑制することができない。また、Ｌｉ２Ｏの含有量が２重量％を超えると、所望の誘電特性が得られない。 The content of Li 2 O is 0.2 to 2% by weight, preferably 0.5 to 1% by weight. When the content of Li 2 O is less than 0.2% by weight, the viscosity of the glass becomes high and silver diffusion cannot be suppressed. Moreover, when the content of Li 2 O exceeds 2% by weight, desired dielectric properties cannot be obtained.
Ａｌ２Ｏ３もまた、それ自身ではガラス化しないが、種々の性質を与えるガラス修飾物質である。かかるＡｌ２Ｏ３は、化学的な安定性を向上させることができる。
Ａｌ２Ｏ３の含有量は、９〜１７重量％であり、好ましくは１２〜１６重量％である。Ａｌ２Ｏ３の含有量が１２重量％未満であると、その含有量が多くなるにつれてガラスが化学的に不安定化し、耐水性、耐酸性及び耐アルカリ性が低下する。そのため、高周波部品の製造において通常行われる金メッキ付け等の工程を工夫しなければならなくなる。具体的には、メッキ浴を中性にしたり、フッ素樹脂等で防湿効果を付与したりする等の工夫が必要である。ただし、Ａｌ２Ｏ３の含有量が９重量％未満であると、ガラスの化学的な安定性が顕著に低下するため、上記工夫を行っても所望の特性を有する高周波部品が得られない。一方、Ａｌ２Ｏ３の含有量が１７重量％を超えると、原料の溶融物からガラスが安定して得られない。
Al 2 O 3 is also a glass modifier that does not vitrify itself, but provides various properties. Such Al 2 O 3 can improve chemical stability.
The content of Al 2 O 3 is 9 to 17% by weight, preferably 12 to 16% by weight. When the content of Al 2 O 3 is less than 12% by weight, the glass becomes chemically unstable as the content increases, and the water resistance, acid resistance and alkali resistance decrease. Therefore, it is necessary to devise a process such as gold plating that is usually performed in the manufacture of high-frequency components. Specifically, it is necessary to devise such as neutralizing the plating bath or imparting a moisture-proof effect with a fluororesin or the like. However, when the content of Al 2 O 3 is less than 9% by weight, the chemical stability of the glass is remarkably lowered, so that a high-frequency component having desired characteristics cannot be obtained even if the above-described measures are taken. On the other hand, if the content of Al 2 O 3 exceeds 17% by weight, glass cannot be stably obtained from the raw material melt.
ＭＯ２（但し、Ｍは、Ｔｉ及びＺｒからなる群から選択される少なくとも１種である）もまた、それ自身ではガラス化しないが、種々の性質を与えるガラス修飾物質である。かかるＭＯ２は、所望の粘度や流動性をガラスに付与することができる。
ガラスにおけるＭＯ２（但し、Ｍは、Ｔｉ及びＺｒからなる群から選択される少なくとも１種である）の含有量は、０．５〜２重量％であり、好ましくは０．５〜１重量％である。ＭＯ２の含有量が０．５重量％未満であると、所望の粘度や流動性が得られ難い。また、ＭＯ２の含有量が２重量％を超えると、所望の誘電特性が得られない。
MO 2 (wherein M is at least one selected from the group consisting of Ti and Zr) is also a glass modifying substance that does not vitrify itself but gives various properties. Such MO 2 can impart desired viscosity and fluidity to the glass.
The content of MO 2 (wherein M is at least one selected from the group consisting of Ti and Zr) in the glass is 0.5 to 2% by weight, preferably 0.5 to 1% by weight. It is. If the MO 2 content is less than 0.5% by weight, it is difficult to obtain desired viscosity and fluidity. On the other hand, if the content of MO 2 exceeds 2% by weight, desired dielectric properties cannot be obtained.
さらに、より一層良好な粘度や流動性をガラスに付与する観点から、ＺｎＯと、ＣｕＯを構成成分として配合することも可能である。この場合、ガラスにおけるＺｎＯの含有量は、好ましくは０重量％超過１０重量％以下であり、より好ましくは４〜６重量％である。ＺｎＯの含有量が１０重量％を超えると、他のガラス成分の割合が少なくなることによって所望の誘電特性が得られない。また、ガラスにおけるＣｕＯの含有量は、好ましくは０重量％超過０．５重量％以下である。ＣｕＯの含有量が０．５重量％を超えると、所望の誘電特性が得られない。 Furthermore, it is also possible to mix | blend ZnO and CuO as a structural component from a viewpoint of providing much more favorable viscosity and fluidity | liquidity to glass. In this case, the content of ZnO in the glass is preferably more than 0% by weight and 10% by weight or less, more preferably 4 to 6% by weight. When the content of ZnO exceeds 10% by weight, desired dielectric properties cannot be obtained due to a decrease in the proportion of other glass components. Further, the content of CuO in the glass is preferably more than 0% by weight and 0.5% by weight or less. When the content of CuO exceeds 0.5% by weight, desired dielectric properties cannot be obtained.
なお、本実施の形態におけるガラスは、最終的なガラス組成が上記範囲となればよいのであり、例えば、上記範囲外のガラス組成を有するガラスを複数組み合わせて、上記範囲のガラス組成となるように調製してもよい。
本実施の形態におけるガラス粉末は、従来公知の方法に従い、上記構成成分を混合して溶融した後、粉砕することにより調製することができる。なお、溶融温度は、ガラス組成にあわせて適宜設定すればよい。
The glass in the present embodiment only needs to have the final glass composition within the above range. For example, a plurality of glasses having a glass composition outside the above range are combined to have a glass composition in the above range. It may be prepared.
The glass powder in the present embodiment can be prepared by mixing and melting the above components and then pulverizing them according to a conventionally known method. In addition, what is necessary is just to set a melting temperature suitably according to a glass composition.
本実施の形態におけるアルミナ粉末は、特に制限されることはなく、市販のものを使用することが可能である。本実施の形態におけるガラス粉末及びアルミナ粉末の平均粒径はいずれも、特に限定されることはないが、１μｍ超過３μｍ未満であることが好ましく、１．５μｍ〜２．５μｍであることがより好ましい。この範囲の平均粒径とすれば、焼成後のセラミックの収縮量が小さくなって焼成品の反りを少なくし得ると共に、焼成後のセラミックに適切な緻密度を与えて良好な電気特性をもたらし得る。 The alumina powder in the present embodiment is not particularly limited, and a commercially available product can be used. The average particle diameters of the glass powder and the alumina powder in the present embodiment are not particularly limited, but are preferably more than 1 μm and less than 3 μm, more preferably 1.5 μm to 2.5 μm. . If the average particle size is within this range, the shrinkage amount of the ceramic after firing can be reduced and the warpage of the fired product can be reduced, and an appropriate density can be given to the ceramic after firing to provide good electrical characteristics. .
本実施の形態のグリーンシート用セラミック粉末におけるガラス粉末とアルミナ粉末との重量割合は、ガラス粉末の割合が少ない４：６から、ガラス粉末の割合が多い６：４の範囲であり、好ましくは１：１である。アルミナ粉末の重量割合が多すぎると、焼成後のセラミックの緻密度が低くなって（９８％未満）開気孔が残り、湿度により電気特性が低下（特に、伝送損失が増加）することがある。一方、ガラス粉末の重量割合が多すぎると、焼成後のセラミックの収縮量が大きくなって焼成品の反りが実用に供し得ないほど大きくなることがある。 Weight ratio of the glass powder and the alumina powder in the ceramic powder for a green sheet of the present embodiment, glass proportion of the powder is less 4: 6, the ratio of the glass powder often 6: in the range of 4, better good Or 1: 1. If the weight ratio of the alumina powder is too large, the density of the ceramic after firing becomes low (less than 98%), and open pores remain, and the electrical characteristics may deteriorate (especially increase transmission loss) due to humidity. On the other hand, when the weight ratio of the glass powder is too large, the shrinkage amount of the ceramic after firing becomes large, and the warp of the fired product may become so large that it cannot be practically used.
本実施の形態のグリーンシート用セラミック粉末は、従来公知の方法に従い、上記粉末を上記割合にて混合することによって得ることができる。混合方法としては、特に限定されることはなく、ボールミル等を用いて混合すればよい。なお、ボールは、不純物の混入を防止する観点から、純度の高い硬質のアルミナボール又はジルコニアボールを用いることが好ましい。
このようにして調製されたグリーンシート用セラミック粉末は、多層セラミック基板を製造するために用いることができる。
The ceramic powder for green sheets of the present embodiment can be obtained by mixing the above powders in the above proportions according to a conventionally known method. The mixing method is not particularly limited, and may be mixed using a ball mill or the like. Note that it is preferable to use a hard alumina ball or zirconia ball having high purity from the viewpoint of preventing impurities from being mixed.
The green sheet ceramic powder thus prepared can be used to produce a multilayer ceramic substrate.
本実施の形態の多層セラミック基板は、上記グリーンシート用セラミック粉末を含むグリーンシートを８００〜９００℃で焼成して得られる絶縁体層と、銀を含む導体ペーストを８００〜９００℃で焼成して得られる配線を備えた配線層とを積層してなる。
このような本実施の形態の多層セラミック基板は、上記グリーンシート用セラミック粉末を含むスラリーをシート状に成形して乾燥させることによりグリーンシートを得る工程と、銀を含む導体ペーストを用いて前記グリーンシート上に配線を印刷する工程と、前記導体ペーストが印刷されたグリーンシートを積層し、プレスして一体化させた後、８００〜９００℃で焼成する工程とを含む製造方法により製造可能である。
The multilayer ceramic substrate of the present embodiment is obtained by firing an insulator layer obtained by firing a green sheet containing the ceramic powder for green sheets at 800 to 900 ° C. and a conductor paste containing silver at 800 to 900 ° C. A wiring layer provided with the obtained wiring is laminated.
Such a multilayer ceramic substrate of the present embodiment includes a step of obtaining a green sheet by forming a slurry containing the above-mentioned ceramic powder for green sheets into a sheet and drying, and using a conductive paste containing silver, It can be manufactured by a manufacturing method including a step of printing wiring on a sheet, and a step of laminating a green sheet on which the conductor paste is printed, pressing and integrating, and baking at 800 to 900 ° C. .
ここで、グリーンシート用セラミック粉末を含むスラリーは、有機バインダー、可塑剤、分散剤及び有機溶剤を本発明のグリーンシート用セラミック粉末に添加することにより調製することができる。
有機バインダーとしては、特に限定されることはなく、ポリビニルブチラールやアクリル系樹脂等を使用することができる。可塑剤としては、特に限定されることはなく、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジｎ−ブチル及びポリエチレングリコール等を使用することができる。分散剤としては、特に限定されることはなく、トリオレイン等を使用することができる。有機溶剤としては、特に限定されることはなく、トルエンやエタノール等のアルコールを使用することができる。これら有機バインダー、可塑剤、分散剤及び有機溶剤の量は、スラリー状になれば特に制限されることはなく、グリーンシート用セラミック粉末の種類等にあわせて適宜調整すればよい。
Here, the slurry containing the ceramic powder for green sheets can be prepared by adding an organic binder, a plasticizer, a dispersant and an organic solvent to the ceramic powder for green sheets of the present invention.
The organic binder is not particularly limited, and polyvinyl butyral, acrylic resin, or the like can be used. The plasticizer is not particularly limited, and dioctyl phthalate, di-n-butyl phthalate, polyethylene glycol, and the like can be used. The dispersant is not particularly limited, and triolein or the like can be used. The organic solvent is not particularly limited, and alcohols such as toluene and ethanol can be used. The amount of the organic binder, plasticizer, dispersant and organic solvent is not particularly limited as long as it becomes a slurry, and may be appropriately adjusted according to the type of ceramic powder for green sheets.
グリーンシート用セラミック粉末を含むスラリーをシート状に成形する方法としては、特に限定されることはなく、作製するグリーンシートの厚みに応じて、ドクターブレード法、押出法、ロールコーター法、印刷法等を使用すればよい。
銀を含む導体ペーストとしては、導電性の観点から、Ａｇ−ＰｄやＡｇ−Ｐｔ等のような、Ａｇを主成分とする導電成分を含む銀系ペーストが好ましく、最も導電性に優れるＡｇペーストであることがより好ましい。
また、グリーンシート上に配線を印刷する工程の前に、グリーンシートにビアホールを形成することも可能である。
The method of forming the slurry containing the ceramic powder for green sheets into a sheet is not particularly limited, and depending on the thickness of the green sheet to be produced, a doctor blade method, an extrusion method, a roll coater method, a printing method, etc. Can be used.
The conductive paste containing silver is preferably a silver-based paste containing a conductive component mainly composed of Ag, such as Ag—Pd or Ag—Pt, from the viewpoint of conductivity, and is the most excellent Ag paste. More preferably.
It is also possible to form a via hole in the green sheet before the step of printing the wiring on the green sheet.
導体ペーストが印刷されたグリーンシートを積層し、プレスして一体化させた後、８００〜９００℃で焼成する工程において、プレス方法としては、特に限定されることはなく、温水中で静水圧プレスを行えばよい。
また、８００〜９００℃での焼成の前には、脱脂を目的とする加熱脱脂処理を行うことが好ましい。かかる脱脂を目的とする加熱脱脂処理では、加熱脱脂処理温度が３００〜５００℃であることが好ましい。この範囲の温度であれば、十分な脱脂を行い、緻密化を目的とする焼成（８００〜９００℃での焼成）を行う際に膨れや剥がれ等の発生を防止することができる。また、加熱脱脂処理時間は、グリーンシート等の大きさにあわせて適宜設定すればよく、５〜１０時間であることが好ましい。
また、８００〜９００℃での焼成は、十分な緻密化を低温で行う観点から、焼成時間が１〜２時間であることが好ましい。
なお、脱脂を目的とする加熱脱脂処理から緻密化を目的とする焼成（８００〜９００℃での焼成）に移る際の昇温速度は、特に限定されることはなく、グリーンシート等の大きさにあわせて適宜設定すればよい。
このようにして製造される多層セラミック基板は、９００℃以下での低温焼成が可能であると共に、高周波帯（マイクロ波やミリ波帯）での誘電特性に優れ、吸湿性が低く、且つ銀系導体ペーストと同時焼成した際に反りや皺が小さい。
In the process of laminating green sheets on which conductor paste is printed, pressing and integrating, and firing at 800 to 900 ° C., the pressing method is not particularly limited, and hydrostatic press in warm water Can be done.
Moreover, it is preferable to perform the heat degreasing process for the purpose of degreasing before baking at 800-900 degreeC. In the heat degreasing treatment for the purpose of such degreasing, the heat degreasing treatment temperature is preferably 300 to 500 ° C. If it is the temperature of this range, sufficient degreasing | defatting can be performed and generation | occurrence | production of a swelling, peeling, etc. can be prevented at the time of baking (baking at 800-900 degreeC) aiming at densification. Moreover, what is necessary is just to set heat degreasing process time suitably according to the magnitude | sizes of a green sheet etc., and it is preferable that it is 5 to 10 hours.
Moreover, it is preferable that baking at 800-900 degreeC is 1-2 hours from a viewpoint of performing sufficient densification at low temperature.
In addition, the temperature increase rate at the time of moving from the heat degreasing process for the purpose of degreasing to the baking for the purpose of densification (firing at 800 to 900 ° C.) is not particularly limited, and the size of the green sheet or the like. It may be set appropriately according to
The multilayer ceramic substrate manufactured in this way can be fired at a low temperature of 900 ° C. or lower, has excellent dielectric properties in a high frequency band (microwave or millimeter wave band), has low hygroscopicity, and is silver-based. Warpage and wrinkles are small when fired simultaneously with the conductive paste.
以下、実施例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
［実施例１〜１２及び比較例１〜１１］
表１のガラス組成に従い、各ガラス成分を混合して１４００〜１６００℃で溶融した後、スタンプミル又はボールミルを用いて粉砕することにより、平均粒径２μｍのガラス粉末を調製した。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example is shown and this invention is demonstrated concretely, this invention is not limited to the following Example.
[Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 to 11]
According to the glass composition of Table 1, each glass component was mixed and melted at 1400 to 1600 ° C., and then ground using a stamp mill or a ball mill to prepare a glass powder having an average particle diameter of 2 μm.
次に、前記ガラス粉末５０ｇと、平均粒径２μｍのアルミナ粉末（純度９９％以上）５０ｇとをボールミルを用いて混合し、グリーンシート用セラミック粉末を調製した後、かかる粉末に、ＰＶＤ、フタル酸ジｎ−ブチル、トリオレイン及びエタノールを適量さらに添加してスラリーを調製した。
次に、かかるスラリーを用いて、ドクターブレード法によって約１００μｍの厚みを有するグリーンシートを作製した。
Next, 50 g of the glass powder and 50 g of alumina powder having an average particle diameter of 2 μm (purity 99% or more) were mixed using a ball mill to prepare a ceramic powder for green sheets, and then PVD, phthalic acid was added to the powder. Appropriate amounts of di-n-butyl, triolein and ethanol were further added to prepare a slurry.
Next, a green sheet having a thickness of about 100 μm was produced by using this slurry by a doctor blade method.
前記グリーンシートを３０枚重ねて、温水中で静水圧プレスを行い一体化した後、８５０℃で１時間焼成することによって低温焼成セラミック基板試料を作製した。この低温焼成セラミック基板試料を、冷却剤として水を用いて切削加工を行い、直径約１．３ｍｍ、長さ約４０ｍｍに加工した。かかる低温焼成セラミック基板試料を、共振周波数が約１０ＧＨｚのＴＭ０１０共振器を用いる摂動法によって、マイクロ波帯での誘電特性を評価した。また、グリーンシート用セラミック粉末の比重と、低温焼成セラミック基板試料との比重の差から、試料中の気孔率を計算した。 After stacking 30 green sheets and integrating them by isostatic pressing in warm water, firing was performed at 850 ° C. for 1 hour to prepare a low-temperature fired ceramic substrate sample. This low-temperature fired ceramic substrate sample was cut using water as a coolant and processed to a diameter of about 1.3 mm and a length of about 40 mm. Such low-temperature fired ceramic substrate sample, by the perturbation method using a TM 010 resonator of the resonance frequency of about 10 GHz, dielectric characteristics were evaluated in the microwave band. Moreover, the porosity in the sample was calculated from the difference between the specific gravity of the ceramic powder for green sheets and the specific gravity of the low-temperature fired ceramic substrate sample.
一方、前記グリーンシートに、Ａｇ導体ペーストを用いて所定の回路を印刷した。このグリーンシートを６枚重ねて温水中で静水圧プレスを行い一体化させた後、８５０℃で１時間焼成することによって、多層セラミック基板試料を作製した。次いで、得られた多層セラミック基板試料を１インチ（２．５４ｃｍ）角に加工した。この多層セラミック基板試料において、反りのない実用的な多層基板が得られるか否かについて評価した。かかる評価における実用性の判断基準としては、反りの程度が、１インチ当たり５０μｍ以下のものを実用性有と、１インチ当たり５０μｍを超えるものを実用性無しと判断した。この結果を表２に示す。 Meanwhile, a predetermined circuit was printed on the green sheet using an Ag conductor paste. Six green sheets were stacked and integrated by hydrostatic pressure pressing in warm water, and then fired at 850 ° C. for 1 hour to prepare a multilayer ceramic substrate sample. Next, the obtained multilayer ceramic substrate sample was processed into 1 inch (2.54 cm) square. In this multilayer ceramic substrate sample, it was evaluated whether or not a practical multilayer substrate without warping could be obtained. As a criterion for judging the practicality in this evaluation, it was judged that the degree of warpage was 50 μm or less per inch was practical, and the case where the degree of warpage was more than 50 μm per inch was judged as non-practical. The results are shown in Table 2.
表２に示されているように、実施例１〜１２の多層セラミック基板試料はいずれも、非誘電率と誘電正接との積が小さくて誘電特性に優れると共に、気孔率が低く、焼成基板としての実用性もあった。
一方、比較例１、２、３及び１１の多層セラミック基板試料は、気孔率が低く、焼成基板の反りもなかったものの、非誘電率と誘電正接との積が大きかった。
また、比較例４及び５の多層セラミック基板試料は、気孔率が低く、誘電特性が良好であったものの、焼成基板に反りが生じた。
また、比較例６及び８の多層セラミック基板試料は、誘電特性が良好であったものの、気孔率が高く、吸湿性が高かった。よって、比較例６及び８の多層セラミック基板試料は、封止パッケージや回路基板に用いるのは適切でないと考えられる。
また、比較例７の多層セラミック基板試料では、焼成後の加工が困難で測定試料が得られなかったため、比誘電率及び誘電正接を測定することができなかった。このことから、比較例７の多層セラミック基板試料は、水分に対して不安定であると考えられる。
さらに、比較例９及び１０の多層セラミック基板試料は、気孔率が低かったものの、非誘電率と誘電正接との積が大きい上に、焼成基板に反りが生じた。
As shown in Table 2, each of the multilayer ceramic substrate samples of Examples 1 to 12 has a small product of non-dielectric constant and dielectric loss tangent and excellent dielectric characteristics, and has a low porosity, and is a fired substrate. There was also practicality.
On the other hand, the multilayer ceramic substrate samples of Comparative Examples 1, 2, 3 and 11 had a low porosity and no warpage of the fired substrate, but had a large product of non-dielectric constant and dielectric loss tangent.
Moreover, although the multilayer ceramic substrate samples of Comparative Examples 4 and 5 had low porosity and good dielectric properties, the fired substrate was warped.
Moreover, although the multilayer ceramic substrate samples of Comparative Examples 6 and 8 had good dielectric properties, they had high porosity and high hygroscopicity. Therefore, it is considered that the multilayer ceramic substrate samples of Comparative Examples 6 and 8 are not suitable for use in a sealed package or a circuit board.
Further, in the multilayer ceramic substrate sample of Comparative Example 7, the measurement after the firing was difficult and the measurement sample could not be obtained, so the relative dielectric constant and dielectric loss tangent could not be measured. From this, it is considered that the multilayer ceramic substrate sample of Comparative Example 7 is unstable with respect to moisture.
Furthermore, although the multilayer ceramic substrate samples of Comparative Examples 9 and 10 had low porosity, the product of the non-dielectric constant and the dielectric loss tangent was large, and the fired substrate was warped.
以上の結果からわかるように、本発明のグリーンシート用セラミック粉末は、９００℃以下での低温焼成が可能であると共に、高周波帯（マイクロ波やミリ波帯）での誘電特性に優れ、吸湿性が低く、且つ銀系導体ペーストと同時焼成した際に反りや皺が小さい低温焼成セラミック基板を与えることができる。また、本発明の多層セラミック基板は、９００℃以下での低温焼成が可能であると共に、高周波帯（マイクロ波やミリ波帯）での誘電特性に優れ、吸湿性が低く、且つ銀系導体ペーストと同時焼成した際に反りや皺が小さい。 As can be seen from the above results, the ceramic powder for green sheets of the present invention can be fired at a low temperature of 900 ° C. or lower, has excellent dielectric properties in a high frequency band (microwave or millimeter wave band), and is hygroscopic. And a low-temperature fired ceramic substrate with low warpage and wrinkles when fired simultaneously with the silver-based conductor paste. The multilayer ceramic substrate of the present invention can be fired at a low temperature of 900 ° C. or lower, has excellent dielectric properties in a high frequency band (microwave or millimeter wave band), has low hygroscopicity, and is a silver-based conductor paste. Warpage and wrinkles are small when fired simultaneously.
Claims (4)
前記ガラス粉末が、３５〜３９重量％のＳｉＯ２と、９〜１７重量％のＡｌ２Ｏ３と、２１〜４０重量％のＢ２Ｏ３と、１０〜２０重量％のＲ’Ｏ（但し、Ｒ’は、Ｍｇ、Ｃａ及びＢａからなる群より選択された少なくとも１種である)と、０．２〜２重量％のＬｉ２Ｏと、０．５〜２重量％のＭＯ２（但し、Ｍは、Ｔｉ及びＺｒからなる群から選択される少なくとも１種である）とを含み、全体で１００重量％となり、且つ前記ガラス粉末と前記アルミナ粉末との重量割合が４：６〜６：４であることを特徴とするグリーンシート用セラミック粉末。 A ceramic powder for a green sheet containing glass powder and alumina powder,
The glass powder comprises 35 to 39 wt% SiO 2 , 9 to 17 wt% Al 2 O 3 , 21 to 40 wt% B 2 O 3 , and 10 to 20 wt% R′O (provided that , R ′ is at least one selected from the group consisting of Mg, Ca and Ba), 0.2-2 wt% Li 2 O, and 0.5-2 wt% MO 2 (provided that , M includes at least one kind of) and selected from the group consisting of Ti and Zr, Ri total Do is 100 wt%, and the weight ratio of said alumina powder and the glass powder is 4: 6 6: 4 ceramic powder for green sheets.
銀を含む導体ペーストを用いて前記グリーンシート上に配線を印刷する工程と、
前記導体ペーストが印刷されたグリーンシートを積層し、プレスして一体化させた後、８００〜９００℃で焼成する工程と
を含む多層セラミック基板の製造方法。 A step of obtaining a green sheet by forming a slurry containing the ceramic powder for green sheet according to claim 1 or 2 into a sheet and drying;
A step of printing wiring on the green sheet using a conductive paste containing silver;
A method for producing a multilayer ceramic substrate, comprising: laminating green sheets on which the conductor paste is printed, pressing and integrating the sheets, and firing at 800 to 900 ° C.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007305662A JP4863975B2 (en) | 2007-02-06 | 2007-11-27 | Ceramic powder for green sheet and multilayer ceramic substrate |
| DE102008007338A DE102008007338B4 (en) | 2007-02-06 | 2008-02-04 | Ceramic powder for a blank, multilayer ceramic substrate, and method for producing a multilayer ceramic substrate |
| US12/026,219 US7682998B2 (en) | 2007-02-06 | 2008-02-05 | Ceramic powder for a green sheet and multilayer ceramic substrate |
| US12/634,126 US20100084173A1 (en) | 2007-02-06 | 2009-12-09 | Ceramic powder for a green sheet and multilayer ceramic substrate |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007026811 | 2007-02-06 | ||
| JP2007026811 | 2007-02-06 | ||
| JP2007305662A JP4863975B2 (en) | 2007-02-06 | 2007-11-27 | Ceramic powder for green sheet and multilayer ceramic substrate |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008214176A JP2008214176A (en) | 2008-09-18 |
| JP4863975B2 true JP4863975B2 (en) | 2012-01-25 |
Family
ID=39834665
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007305662A Expired - Fee Related JP4863975B2 (en) | 2007-02-06 | 2007-11-27 | Ceramic powder for green sheet and multilayer ceramic substrate |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4863975B2 (en) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4772071B2 (en) * | 2008-03-07 | 2011-09-14 | 三菱電機株式会社 | Ceramic powder for green sheet and low-temperature fired multilayer ceramic substrate |
| JP4872990B2 (en) * | 2008-09-09 | 2012-02-08 | 三菱電機株式会社 | Ceramic powder for green sheet, multilayer ceramic substrate, and method for producing multilayer ceramic substrate |
| WO2011021484A1 (en) * | 2009-08-18 | 2011-02-24 | 株式会社村田製作所 | Glass ceramic composition, ceramic green sheet, and multilayered ceramic substrate |
| JP5709085B2 (en) * | 2009-09-15 | 2015-04-30 | 日本電気硝子株式会社 | Resistor forming glass composition |
| JP2011084447A (en) * | 2009-10-19 | 2011-04-28 | Nippon Electric Glass Co Ltd | Non-lead glass and composite material |
| JP6952949B2 (en) * | 2016-10-04 | 2021-10-27 | 日本電気硝子株式会社 | Borosilicate glass, composite powder material and composite powder material paste |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07102982B2 (en) * | 1987-06-16 | 1995-11-08 | 日本電気硝子株式会社 | Frit for low temperature sealing |
| JP3150021B2 (en) * | 1993-09-28 | 2001-03-26 | 久光製薬株式会社 | External cream for skin |
| DE19721737C1 (en) * | 1997-05-24 | 1998-11-12 | Schott Glas | Lead- and cadmium-free glass composition for glazing, enamelling and decorating glasses or glass ceramics as well as processes for the production of a glass ceramic coated with them |
| JP3022524B1 (en) * | 1998-02-26 | 2000-03-21 | 株式会社オハラ | High-rigidity glass ceramic substrate for information magnetic storage media |
| JP3358589B2 (en) * | 1999-06-08 | 2002-12-24 | 株式会社村田製作所 | Composition for ceramic substrate, green sheet and ceramic circuit component |
| JP2004339049A (en) * | 2003-04-21 | 2004-12-02 | Asahi Glass Co Ltd | Lead-free glass for forming dielectric, glass ceramic composition for forming dielectric, dielectric and method of producing laminated dielectric |
| JP2005126250A (en) * | 2003-10-21 | 2005-05-19 | Asahi Glass Co Ltd | Glass ceramic composition and electronic circuit board |
| JP4114618B2 (en) * | 2004-02-23 | 2008-07-09 | 旭硝子株式会社 | Antenna and manufacturing method thereof |
| DE102004026433A1 (en) * | 2004-05-29 | 2005-12-22 | Schott Ag | Nanoglass powder and its use |
| JP5257824B2 (en) * | 2006-04-03 | 2013-08-07 | 日本電気硝子株式会社 | Non-crystalline glass tablet and tablet integrated exhaust pipe |
-
2007
- 2007-11-27 JP JP2007305662A patent/JP4863975B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2008214176A (en) | 2008-09-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4338680B2 (en) | Glass frit for dielectric, dielectric ceramic composition, multilayer ceramic capacitor, and manufacturing method thereof | |
| JP4863975B2 (en) | Ceramic powder for green sheet and multilayer ceramic substrate | |
| JP4932035B2 (en) | Low temperature fired ceramic circuit board | |
| US7682998B2 (en) | Ceramic powder for a green sheet and multilayer ceramic substrate | |
| JP2001114554A (en) | Low-temperature burnable ceramic composition and ceramic multilayer substrate | |
| JP4772071B2 (en) | Ceramic powder for green sheet and low-temperature fired multilayer ceramic substrate | |
| JP4775583B2 (en) | Dielectric particle aggregate, low-temperature sintered dielectric ceramic composition using the same, and low-temperature sintered dielectric ceramic manufactured using the same | |
| JP4613826B2 (en) | Ceramic substrate composition, ceramic substrate, method for producing ceramic substrate, and glass composition | |
| JP4872990B2 (en) | Ceramic powder for green sheet, multilayer ceramic substrate, and method for producing multilayer ceramic substrate | |
| JP2002187768A (en) | Low temperature sintering dielectric material for high frequency and sintered body of the same | |
| JP4852778B2 (en) | Composition for ceramic substrate and ceramic circuit component | |
| CN103146345B (en) | Microwave dielectric materials capable of burning with copper electrodes together, preparation method and application thereof | |
| JP5977088B2 (en) | Lead-free glass ceramic composition for low-temperature fired substrates | |
| JP5504703B2 (en) | Ceramic powder for green sheet, green sheet and ceramic substrate | |
| JP3909366B2 (en) | Low dielectric constant porcelain composition and method for producing substrate for electronic circuit using the porcelain composition | |
| JP4476818B2 (en) | Ceramic substrate | |
| JP4373198B2 (en) | Lead-free glass ceramic composition for low-temperature fired substrates | |
| JP4442077B2 (en) | Porcelain composition for high frequency components | |
| JP4484031B2 (en) | Dielectric powder, green sheet containing the dielectric powder, and dielectric material | |
| JP3909367B2 (en) | Low dielectric constant porcelain composition and method for producing substrate for electronic circuit using the porcelain composition | |
| Li et al. | ZnTiO 3-based ceramics sintered at low temperature with boron addition for multilayer ceramic capacitor applications | |
| JP2021187688A (en) | Composite powder, granular powder, tablet, sintered sheet and sintered body | |
| JP2005035849A (en) | Composition for electronic circuit substrate, and electronic circuit substrate | |
| JPS6128633B2 (en) | ||
| JP2666744C (en) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20091224 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110325 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110412 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20110421 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110523 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20111011 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20111108 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141118 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |