JP2008031005A - Multilayered ceramic substrate and composite green sheet for manufacturing multilayered ceramic substrate - Google Patents

Multilayered ceramic substrate and composite green sheet for manufacturing multilayered ceramic substrate Download PDF

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石川  達也
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain excellent high frequency dielectric characteristics and a high Q value in high frequency regions for a multilayered ceramic substrate which is manufactured by locating, between basic material layers containing a glass material and a first ceramic material, a constraint layer that contains a second ceramic material which can not be substantially sintered at the temperature where the basic material layers are sintered, by penetrating the glass material contained in the basic material layers into the constraint layer while preventing the contraction of the basic material layers by the constraint layer during firing, and by compacting the constraint layer. <P>SOLUTION: The basic material layers 2 contain a first ceramic material composed of 15-75 wt.% of a glass material and 25-85 wt.% of a first ceramic material. The glass material contains 33-68 mole% of SiO<SB>2</SB>, 3-52 mole% of CaO, 1-36 mole% of Al<SB>2</SB>O<SB>3</SB>and 1-25 mole% of B<SB>2</SB>O<SB>3</SB>, and as the first ceramic material MgAl<SB>2</SB>O<SB>4</SB>is used. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明は、多層セラミック基板および多層セラミック基板作製用複合グリーンシートに関するもので、特に、いわゆる無収縮プロセスを適用して製造される多層セラミック基板および多層セラミック基板作製用複合グリーンシートに関するものである。   The present invention relates to a multilayer ceramic substrate and a composite green sheet for producing a multilayer ceramic substrate, and more particularly to a multilayer ceramic substrate and a composite green sheet for producing a multilayer ceramic substrate produced by applying a so-called non-shrink process.

この発明にとって興味ある多層セラミック基板として、たとえば特開2000−25157号公報(特許文献1)に記載されたものがある。特許文献1には、いわゆる無収縮プロセスによる、複合積層体およびその製造方法、より特定的には、焼成による収縮が抑制されながら製造することができ、焼成後の状態でそのまま使用に供され得る、複合積層体およびその製造方法が開示されているが、1つの好ましい典型例として、次のような構造の多層セラミック基板およびその製造方法が開示されている。   As a multilayer ceramic substrate which is interesting for the present invention, for example, there is one described in JP 2000-25157 A (Patent Document 1). In Patent Document 1, a composite laminate and a manufacturing method thereof by a so-called non-shrinking process, more specifically, it can be manufactured while suppressing shrinkage due to firing, and can be used as it is in a state after firing. As a preferred typical example, a multilayer ceramic substrate having the following structure and a method for manufacturing the same are disclosed.

すなわち、多層セラミック基板は、ガラス材料および第1のセラミック材料を含む第1の粉体の集合体をもって構成される基材層と、上記ガラス材料を溶融させ得る温度では焼結しない第2のセラミック材料を含む第2の粉体の集合体をもって構成される拘束層とを備えている。ここで、第1の粉体の少なくとも一部は、焼結状態である。他方、第2の粉体は、未焼結状態にあるが、ガラス材料を含む第1の粉体の一部が拘束層に拡散あるいは流動することによって、互いに固着されている。   That is, the multilayer ceramic substrate includes a base material layer formed of an aggregate of a first powder containing a glass material and a first ceramic material, and a second ceramic that is not sintered at a temperature at which the glass material can be melted. And a constraining layer including a second powder aggregate including the material. Here, at least a part of the first powder is in a sintered state. On the other hand, although the second powder is in an unsintered state, a part of the first powder containing the glass material is fixed to each other by diffusing or flowing into the constraining layer.

このような多層セラミック基板を製造するため、上述の第1の粉体を含む、生の状態にある基材層と、上述の第2の粉体を含む、生の状態にある拘束層とを備える、生の積層体が作製され、次いで、この生の積層体が焼成される。この焼成工程において、第1の粉体の少なくとも一部が焼結する。また、この焼成工程において、第1の粉体の一部、典型的には、第1の粉体に含まれるガラス材料の一部が、拘束層に拡散あるいは流動する。その結果、第2の粉体は、焼結しないが、第1の粉体の一部、特にガラス材料によって互いに固着される。   In order to manufacture such a multilayer ceramic substrate, a raw substrate layer containing the above-mentioned first powder and a constraining layer in a raw state containing the above-mentioned second powder A raw laminate is prepared, which is then fired. In this firing step, at least a part of the first powder is sintered. In this firing step, a part of the first powder, typically a part of the glass material contained in the first powder, diffuses or flows into the constraining layer. As a result, the second powder is not sintered, but is fixed to each other by a part of the first powder, particularly a glass material.

上述したような製造方法によれば、焼成工程において、第2の粉体を焼結させないので、この第2の粉体を含む拘束層が基材層の収縮を抑制するように作用し、焼成による多層セラミック基板全体としての収縮を抑制することができ、結果として、得られた多層セラミック基板の寸法のばらつきを低減することができる。また、得られた多層セラミック基板において、拘束層に含まれる第2の粉体は、ガラス材料を含む第1の粉体の一部が拘束層に拡散あるいは流動することによって、互いに固着されているので、拘束層を後で除去する必要がない。   According to the manufacturing method as described above, since the second powder is not sintered in the firing step, the constraining layer containing the second powder acts so as to suppress the shrinkage of the base material layer, and is fired. The shrinkage | contraction as the whole multilayer ceramic substrate by can be suppressed, As a result, the dispersion | variation in the dimension of the obtained multilayer ceramic substrate can be reduced. Further, in the obtained multilayer ceramic substrate, the second powder included in the constraining layer is fixed to each other as a part of the first powder including the glass material diffuses or flows into the constraining layer. Thus, there is no need to remove the constraining layer later.

しかしながら、上述した特許文献1に記載の技術において、基材層に含まれる、フィラーとしての第1のセラミック材料とガラス材料との組み合わせによっては、これら第1のセラミック材料とガラス材料とが焼成時に反応することがあり、そのため、特に高周波領域において、誘電損失が大きく、Q値が低くなるという問題を引き起こすことがあった。
特開2000−25157号公報
However, in the technique described in Patent Document 1 described above, depending on the combination of the first ceramic material as the filler and the glass material contained in the base material layer, the first ceramic material and the glass material may be used during firing. This may cause a problem that the dielectric loss is large and the Q value is low, particularly in a high frequency region.
JP 2000-25157 A

そこで、この発明の目的は、上述したような問題を解決し得る、多層セラミック基板を提供しようとすることである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a multilayer ceramic substrate that can solve the above-described problems.

この発明の他の目的は、上述の多層セラミック基板を製造するために用いられる、多層セラミック基板作製用複合グリーンシートを提供しようとすることである。   Another object of the present invention is to provide a composite green sheet for producing a multilayer ceramic substrate, which is used for producing the multilayer ceramic substrate described above.

この発明は、ガラス材料および第1のセラミック材料を含む第1の粉体の集合体をもって構成される、積層された複数の基材層と、その少なくとも一方の主面が基材層に接するように位置され、かつ上記基材層が焼結する温度では実質的に焼結しない第2のセラミック材料を含む第2の粉体の集合体をもって構成される、拘束層とを備え、第1の粉体の少なくとも一部は、焼結状態であり、第2の粉体は、ガラス材料を含む第1の粉体の一部が拘束層に拡散あるいは流動することによって、互いに固着されている、多層セラミック基板にまず向けられるものであって、上述した技術的課題を解決するため、次のような構成を備えることを特徴としている。   According to the present invention, a plurality of stacked base material layers configured by an aggregate of first powders including a glass material and a first ceramic material, and at least one main surface thereof are in contact with the base material layer. And a constraining layer comprising a second powder aggregate including a second ceramic material that is substantially not sintered at a temperature at which the base material layer is sintered. At least a part of the powder is in a sintered state, and the second powder is fixed to each other when a part of the first powder containing the glass material diffuses or flows into the constraining layer. First, it is directed to a multilayer ceramic substrate, and is characterized by having the following configuration in order to solve the technical problems described above.

すなわち、基材層において、第1の粉体は、15〜75重量%のガラス材料、および25〜85重量%の第1のセラミック材料を含む。そして、ガラス材料は、33〜68モル%のSiO、3〜52モル%のCaO、1〜36モル%のAlおよび1〜25モル%のBを含み、第1のセラミック材料は、MgAlであることを特徴としている。 That is, in the base material layer, the first powder includes 15 to 75% by weight of the glass material and 25 to 85% by weight of the first ceramic material. Then, the glass material, from 33 to 68 mol% of SiO 2, 3 to 52 mol% of CaO, comprises 1 to 36 mol% of Al 2 O 3 and 1 to 25 mole% B 2 O 3, the first The ceramic material is characterized by being MgAl 2 O 4 .

拘束層において、第2のセラミック材料は、MgAl、AlおよびZrOのいずれか1種であることが好ましく、より好ましくは、MgAlである。 In the constraining layer, the second ceramic material is preferably any one of MgAl 2 O 4 , Al 2 O 3, and ZrO 2 , and more preferably MgAl 2 O 4 .

この発明に係る多層セラミック基板は、基材層および拘束層の少なくとも一方の主面に沿って形成される導体膜をさらに備えることが好ましい。   The multilayer ceramic substrate according to the present invention preferably further comprises a conductor film formed along at least one main surface of the base material layer and the constraining layer.

また、この発明に係る多層セラミック基板において、基材層に含まれるガラス材料の一部は、拘束層の全域に拡散あるいは流動しており、第2の粉体のすべてが、ガラス材料の一部によって互いに固着されていることが好ましい。   In the multilayer ceramic substrate according to the present invention, a part of the glass material contained in the base material layer is diffused or flows throughout the constraining layer, and all of the second powder is a part of the glass material. Are preferably fixed to each other.

また、拘束層は基材層より薄いことが好ましい。   The constraining layer is preferably thinner than the base material layer.

この発明は、また、上述したような多層セラミック基板を製造するために用いられる、多層セラミック基板作製用複合グリーンシートにも向けられる。   The present invention is also directed to a composite green sheet for producing a multilayer ceramic substrate, which is used for producing a multilayer ceramic substrate as described above.

この発明に係る多層セラミック基板作製用複合グリーンシートは、ガラス材料および第1のセラミック材料を含む第1の粉体を含む、生の状態にある基材層と、その少なくとも一方の主面が基材層に接するように位置され、かつ基材層が焼結する温度では実質的に焼結しない第2のセラミック材料を含む第2の粉体を含む、生の状態にある拘束層とを備えている。そして、第1の粉体は、15〜75重量%のガラス材料、および25〜85重量%の第1のセラミック材料を含み、ガラス材料は、33〜68モル%のSiO、3〜52モル%のCaO、1〜36モル%のAlおよび1〜25モル%のBを含み、第1のセラミック材料は、MgAlであることを特徴としている。 A composite green sheet for producing a multilayer ceramic substrate according to the present invention includes a base material layer in a raw state containing a glass material and a first powder containing a first ceramic material, and at least one main surface thereof. A constraining layer in a raw state, comprising a second powder comprising a second ceramic material positioned in contact with the material layer and not substantially sintered at a temperature at which the substrate layer sinters ing. The first powder includes 15 to 75% by weight of a glass material and 25 to 85% by weight of the first ceramic material, and the glass material includes 33 to 68 mol% of SiO2, 3 to 52 mol. % CaO, 1-36 mol% Al 2 O 3 and 1-25 mol% B 2 O 3 , characterized in that the first ceramic material is MgAl 2 O 4 .

この発明に係る多層セラミック基板作製用複合グリーンシートは、基材層の両主面にそれぞれ接するように、拘束層が配置されていても、拘束層の両主面にそれぞれ接するように、基材層が配置されていてもよい。   The composite green sheet for producing a multilayer ceramic substrate according to the present invention is such that the base material is in contact with both main surfaces of the constraining layer even if the constraining layer is disposed so as to contact both main surfaces of the base material layer. A layer may be disposed.

この発明に係る多層セラミック基板によれば、基材層を構成する第1の粉体が15〜75重量%のガラス材料および25〜85重量%の第1のセラミック材料を含むようにされながら、基材層に含まれるガラス材料として、33〜68モル%のSiO、3〜52モル%のCaO、1〜36モル%のAlおよび1〜25モル%のBを含む組成のものが用いられ、同じ基材層に含まれる第1のセラミック材料としてMgAlが用いられるので、焼成時において、ガラス材料と第1のセラミック材料との反応が抑制され、高周波領域において、誘電損失の増加を抑制し、Q値を高く維持することができる。 According to the multilayer ceramic substrate according to the present invention, the first powder constituting the base material layer includes 15 to 75% by weight of the glass material and 25 to 85% by weight of the first ceramic material. as a glass material contained in the substrate layer comprises from 33 to 68 mol% of SiO 2, 3-52 mol% of CaO, Al 2 O 3 and 1 to 25 mole% B 2 O 3 of 1 to 36 mol% Since the composition is used and MgAl 2 O 4 is used as the first ceramic material contained in the same base material layer, the reaction between the glass material and the first ceramic material is suppressed during firing, and the high frequency region , The increase in dielectric loss can be suppressed and the Q value can be kept high.

また、この発明によれば、第2の粉体を含む拘束層が基材層の収縮を抑制するように作用し、焼成による多層セラミック基板全体としての収縮を抑制することができ、結果として、得られた多層セラミック基板において、不所望な変形を抑制するとともに、寸法のばらつきを低減することができる。また、拘束層に含まれる第2の粉体は、ガラス材料を含む第1の粉体の一部が拘束層に拡散あるいは流動することによって、互いに固着されているので、拘束層を後で除去する必要がなく、そのままの状態で使用に供することができる。   In addition, according to the present invention, the constraining layer containing the second powder acts so as to suppress the shrinkage of the base material layer, and the shrinkage of the entire multilayer ceramic substrate due to the firing can be suppressed. In the obtained multilayer ceramic substrate, undesired deformation can be suppressed and variation in dimensions can be reduced. The second powder contained in the constraining layer is fixed to each other by diffusing or flowing a part of the first powder containing the glass material into the constraining layer, so that the constraining layer is removed later. Therefore, it can be used as it is.

この発明に係る多層セラミック基板において、拘束層に含まれる第2のセラミック材料が、MgAl、AlおよびZrOのいずれか1種であるとき、基材層を構成する第1の粉体に対する第2のセラミック材料の濡れ性を良好なものとすることができる。したがって、基材層中のガラスが拘束層中に浸透しやすく、拘束層を緻密化し、拘束層と基材層との密着性を高めることが容易になる。 In the multilayer ceramic substrate according to the present invention, when the second ceramic material contained in the constraining layer is any one of MgAl 2 O 4 , Al 2 O 3 and ZrO 2 , the first constituting the base material layer It is possible to improve the wettability of the second ceramic material to the powder. Therefore, the glass in the base material layer easily penetrates into the constraining layer, and it becomes easy to densify the constraining layer and enhance the adhesion between the constraining layer and the base material layer.

特に、第2のセラミック材料として、MgAlが用いられると、前述した基材層におけるフィラーとしてのMgAlの場合と同様、ガラスとの反応が抑制されるので、より高いQ値を得ることができる。 In particular, when MgAl 2 O 4 is used as the second ceramic material, the reaction with the glass is suppressed as in the case of MgAl 2 O 4 as the filler in the base material layer described above, so a higher Q value. Can be obtained.

この発明において、基材層に含まれるガラス材料の一部が、拘束層の全域に拡散あるいは流動しており、第2の粉体のすべてが、このガラス材料の一部によって互いに固着されていると、多層セラミック基板の機械的強度を高めることができる。   In this invention, a part of the glass material contained in the base material layer diffuses or flows throughout the constraining layer, and all of the second powder is fixed to each other by a part of the glass material. Thus, the mechanical strength of the multilayer ceramic substrate can be increased.

拘束層が基材層より薄いと、基材層に含まれるガラス材料を、拘束層の全域により容易に拡散あるいは流動させることができる。   When the constraining layer is thinner than the base material layer, the glass material contained in the base material layer can be easily diffused or flown over the entire area of the constraining layer.

この発明に係る多層セラミック基板作製用複合グリーンシートによれば、多層セラミック基板の製造のために作製される生の積層体を能率的に作製することが可能になる。   According to the composite green sheet for producing a multilayer ceramic substrate according to the present invention, it is possible to efficiently produce a raw laminate produced for producing a multilayer ceramic substrate.

図1は、この発明の第1の実施形態による多層セラミック基板1を図解的に示す断面図である。   FIG. 1 is a sectional view schematically showing a multilayer ceramic substrate 1 according to a first embodiment of the present invention.

多層セラミック基板1は、積層された複数の基材層2と、その少なくとも一方の主面が基材層2に接するように位置される、拘束層3と、基材層2の主面方向に延びるように形成される、導体膜4とからなる積層構造を有する、積層体5を備えている。この実施形態では、基材層2と拘束層3とは交互に積層されている。また、積層体5の内部には、導体膜4の特定のものに電気的に接続されながら、特定の基材層2を厚み方向に貫通するように、いくつかのビアホール導体6が設けられている。   The multilayer ceramic substrate 1 includes a plurality of stacked base material layers 2, a constraining layer 3 positioned so that at least one main surface thereof is in contact with the base material layer 2, and a main surface direction of the base material layer 2. A laminated body 5 having a laminated structure including a conductor film 4 formed to extend is provided. In this embodiment, the base material layers 2 and the constraining layers 3 are alternately laminated. In addition, several via-hole conductors 6 are provided inside the multilayer body 5 so as to penetrate the specific base material layer 2 in the thickness direction while being electrically connected to a specific one of the conductor films 4. Yes.

基材層2は、ガラス材料および第1のセラミック材料を含む第1の粉体の集合体をもって構成される。第1の粉体において、ガラス材料の含有量は15〜75重量%とされ、第1のセラミック材料の含有量は25〜85重量%とされる。また、ガラス材料は、33〜68モル%のSiO、3〜52モル%のCaO、1〜36モル%のAlおよび1〜25モル%のBを含む組成とされる。そして、第1のセラミック材料としては、MgAlが用いられる。 The base material layer 2 is composed of an aggregate of first powders containing a glass material and a first ceramic material. In the first powder, the content of the glass material is 15 to 75% by weight, and the content of the first ceramic material is 25 to 85% by weight. The glass material is a composition comprising 33 to 68 mol% of SiO 2, 3 to 52 mol% of CaO, 1 to 36 mol% of Al 2 O 3 and 1 to 25 mole% B 2 O 3 . Then, as the first ceramic material, MgAl 2 O 4 is used.

他方、拘束層3は、基材層2に含まれる上記ガラス材料を溶融させ得る温度では焼結しない第2のセラミック材料を含む第2の粉体の集合体をもって構成される。第2のセラミック材料としては、好ましくは、MgAl、AlおよびZrOのいずれか1種が用いられる。より好ましくは、第2のセラミック材料としては、MgAlが用いられる。 On the other hand, the constraining layer 3 is composed of an aggregate of second powders containing a second ceramic material that is not sintered at a temperature at which the glass material contained in the base material layer 2 can be melted. As the second ceramic material, any one of MgAl 2 O 4 , Al 2 O 3 and ZrO 2 is preferably used. More preferably, MgAl 2 O 4 is used as the second ceramic material.

導体膜4およびビアホール導体6は、導電性ペーストを焼結させて得られるもので、この導電性ペーストに含まれる導電成分としては、たとえばAgが用いられる。   The conductor film 4 and the via-hole conductor 6 are obtained by sintering a conductive paste, and for example, Ag is used as a conductive component contained in the conductive paste.

基材層2に含まれる第1の粉体の少なくとも一部は、焼結状態である。他方、拘束層3に含まれる第2の粉体は、ガラス材料を含む第1の粉体の一部が拘束層3に拡散あるいは流動することによって、互いに固着されている。ここで、拘束層3は、第2の粉体が実質的に未焼結状態にあると考えられるが、一部焼結している可能性もある。   At least a part of the first powder contained in the base material layer 2 is in a sintered state. On the other hand, the second powder contained in the constraining layer 3 is fixed to each other as part of the first powder containing the glass material diffuses or flows into the constraining layer 3. Here, the constraining layer 3 is considered that the second powder is substantially in an unsintered state, but may be partially sintered.

好ましくは、拘束層3は基材層2より薄くされる。   Preferably, the constraining layer 3 is made thinner than the base material layer 2.

多層セラミック基板1の上方主面上には、チップ部品8および9が搭載される。チップ部品8および9は、多層セラミック基板1の上方主面上に形成された導体膜4に電気的に接続される。多層セラミック基板1の下方主面上に形成された導体膜4は、この多層セラミック基板1をマザーボード(図示せず。)上に実装するとき、多層セラミック基板1をマザーボードに電気的に接続しかつ機械的に固定するために用いられる。   Chip components 8 and 9 are mounted on the upper main surface of the multilayer ceramic substrate 1. Chip components 8 and 9 are electrically connected to conductor film 4 formed on the upper main surface of multilayer ceramic substrate 1. The conductor film 4 formed on the lower main surface of the multilayer ceramic substrate 1 electrically connects the multilayer ceramic substrate 1 to the motherboard when the multilayer ceramic substrate 1 is mounted on the motherboard (not shown). Used for mechanical fixation.

多層セラミック基板1は、次のように製造される。   The multilayer ceramic substrate 1 is manufactured as follows.

まず、図1に示した積層体5の生の状態のものが用意される。この生の状態の積層体5は、生の状態にある基材層2と、生の状態にある拘束層3と、生の状態にある導体膜4と、生の状態にあるビアホール導体6とを備えている。   First, the raw material of the laminate 5 shown in FIG. 1 is prepared. The raw laminate 5 includes a raw substrate layer 2, a raw constraining layer 3, a raw conductor film 4, and a raw via-hole conductor 6. It has.

なお、生の状態の積層体5を得るため、典型的には、基材層2となるべきグリーンシートと拘束層3となるべきグリーンシートとが用意され、それらが所定の順序で積層されるが、拘束層3について、あるいは基材層2および拘束層3の双方について、厚膜印刷を繰り返して、生の状態の積層体5を得るようにしてもよい。   In order to obtain the raw laminate 5, typically, a green sheet to be the base layer 2 and a green sheet to be the constraining layer 3 are prepared, and they are laminated in a predetermined order. However, thick film printing may be repeated for the constraining layer 3 or for both the base material layer 2 and the constraining layer 3 to obtain a raw laminate 5.

生の状態にある基材層2は、15〜75重量%のガラス材料および25〜85重量%の第1のセラミック材料を含む、第1の粉体を含んでいる。ガラス材料は、前述したように、33〜68モル%のSiO、3〜52モル%のCaO、1〜36モル%のAlおよび1〜25モル%のBを含み、第1のセラミック材料は、前述したように、MgAlである。生の状態にある基材層2は、さらに、バインダ、溶剤、分散剤および可塑剤を含んでいる。 The base material layer 2 in the raw state includes a first powder containing 15 to 75% by weight of a glass material and 25 to 85% by weight of a first ceramic material. Glass material, as described above, comprises 33 to 68 mol% of SiO 2, 3-52 mol% of CaO, Al 2 O 3 and 1 to 25 mole% B 2 O 3 of 1 to 36 mol%, As described above, the first ceramic material is MgAl 2 O 4 . The base material layer 2 in the raw state further contains a binder, a solvent, a dispersant, and a plasticizer.

生の状態にある拘束層3は、上記第1の粉体に含まれるガラス材料を溶融させ得る温度では焼結しない第2のセラミック材料を含む第2の粉体を含んでいる。第2のセラミック材料としては、好ましくは、前述したように、MgAl、AlおよびZrOのいずれか1種が用いられ、より好ましくは、MgAlが用いられる。生の状態にある拘束層3は、さらに、バインダ、溶剤、分散剤および可塑剤を含んでいる。 The constraining layer 3 in the raw state includes a second powder containing a second ceramic material that is not sintered at a temperature at which the glass material contained in the first powder can be melted. As the second ceramic material, preferably, as described above, any one of MgAl 2 O 4 , Al 2 O 3 and ZrO 2 is used, and more preferably, MgAl 2 O 4 is used. The constraining layer 3 in the raw state further contains a binder, a solvent, a dispersant, and a plasticizer.

生の状態にある導体膜4およびビアホール導体6は、導電性ペーストから構成される。この導電性ペーストは、たとえばAg粉末のような導電性金属粉末とバインダと溶剤とを含んでいる。   The conductor film 4 and the via-hole conductor 6 in the raw state are made of a conductive paste. This conductive paste contains, for example, a conductive metal powder such as Ag powder, a binder, and a solvent.

次に、上述のような構造の生の積層体5を焼成する工程が実施される。この焼成工程において付与される温度等の条件は、たとえば、700〜1000℃、0.5〜2時間であり、焼成工程の後、次のような状態が得られるように選ばれる。   Next, a step of firing the raw laminate 5 having the above-described structure is performed. Conditions such as the temperature applied in the firing step are, for example, 700 to 1000 ° C. and 0.5 to 2 hours, and are selected so that the following state is obtained after the firing step.

すなわち、焼成工程の結果、基材層2に含まれる第1の粉体の少なくとも一部は焼結する。また、基材層2に含まれるガラス材料を含む第1の粉体の一部は、拘束層3に拡散または流動する。これによって、拘束層3に含まれる第2の粉体は、互いに固着される。このとき、基材層2に含まれるガラス材料の一部は、拘束層3の全域に拡散あるいは流動し、これによって、第2の粉体のすべてが互いに固着され、その結果、拘束層3が緻密化することが好ましい。前述したように、拘束層3が基材層2より薄いとき、基材層2に含まれるガラス材料を、拘束層3の全域に拡散あるいは流動させることが容易である。   That is, as a result of the firing step, at least a part of the first powder included in the base material layer 2 is sintered. A part of the first powder containing the glass material contained in the base material layer 2 diffuses or flows into the constraining layer 3. Thereby, the second powder contained in the constraining layer 3 is fixed to each other. At this time, a part of the glass material contained in the base material layer 2 diffuses or flows over the entire area of the constraining layer 3, whereby all of the second powders are fixed to each other. Densification is preferred. As described above, when the constraining layer 3 is thinner than the base material layer 2, it is easy to diffuse or flow the glass material contained in the base material layer 2 throughout the constraining layer 3.

焼成工程において、拘束層3に含まれる第2の粉体そのものは、基材層2の焼成温度では実質的に焼結しないため、拘束層3には実質的な収縮が生じない。したがって、拘束層3は、基材層2に対して、収縮抑制作用を及ぼし、基材層2の主面方向での収縮を抑制する。このことから、得られた多層セラミック基板1に不所望な変形が生じにくくなり、寸法精度を高めることができる。   In the firing step, the second powder itself contained in the constraining layer 3 is not substantially sintered at the firing temperature of the base material layer 2, so that the constraining layer 3 is not substantially contracted. Therefore, the constraining layer 3 exerts a shrinkage suppressing action on the base material layer 2 and suppresses shrinkage in the main surface direction of the base material layer 2. From this, undesired deformation hardly occurs in the obtained multilayer ceramic substrate 1, and the dimensional accuracy can be improved.

また、焼成工程において、基材層2に含まれるガラス材料として、前述したような特定的な組成を有するものを用い、同じく基材層2に含まれる第1のセラミック材料として、MgAlを用いているので、第1のセラミック材料のガラス材料に対する反応が抑制され、高周波領域において誘電損失が増加することが抑制され、Q値を高く維持することができる。 In the firing step, the glass material included in the base material layer 2 is a glass material having a specific composition as described above, and the first ceramic material also included in the base material layer 2 is MgAl 2 O 4. Therefore, the reaction of the first ceramic material to the glass material is suppressed, the increase of the dielectric loss in the high frequency region is suppressed, and the Q value can be kept high.

また、拘束層3に含まれる第2セラミック材料として、前述したように、MgAl、AlおよびZrOのいずれか1種が用いられると、これらは基材層2を構成する第1の粉体の集合体との濡れ性が良好である。したがって、焼成工程において、基材層2中のガラスが拘束層3に浸透しやすく、拘束層3を緻密化し、拘束層3と基材層2との密着性を高めることが容易である。 Further, as described above, when any one of MgAl 2 O 4 , Al 2 O 3, and ZrO 2 is used as the second ceramic material included in the constraining layer 3, these constitute the base material layer 2. The wettability with the first powder aggregate is good. Therefore, in the firing step, the glass in the base material layer 2 easily penetrates into the constraining layer 3, the densification layer 3 is densified, and the adhesion between the constraining layer 3 and the base material layer 2 is easy.

拘束層3に含まれる第2のセラミック材料として、特にMgAlが用いられると、基材層2における第1のセラミック材料としてのMgAlの場合と同様、基材層2に含まれるガラス材料との反応が抑制されるので、より高いQ値を得ることができる。 When MgAl 2 O 4 is used as the second ceramic material included in the constraining layer 3, it is included in the base material layer 2 as in the case of MgAl 2 O 4 as the first ceramic material in the base material layer 2. Since the reaction with the glass material is suppressed, a higher Q value can be obtained.

次に、多層セラミック基板1の上方主面上に、チップ部品8および9が搭載される。   Next, chip components 8 and 9 are mounted on the upper main surface of the multilayer ceramic substrate 1.

図2は、この発明の第2の実施形態による多層セラミック基板1aを図解的に示す断面図である。図2において、図1に示した要素に相当する要素には同様の参照符号を付し、重複する説明は省略する。   FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a multilayer ceramic substrate 1a according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 2, elements corresponding to those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

図2に示した多層セラミック基板1aは、積層体5にキャビティ11が設けられていることを特徴としている。キャビティ11の内部には、想像線で示すように、チップ部品12が収容されかつ実装される。   The multilayer ceramic substrate 1a shown in FIG. 2 is characterized in that a cavity 11 is provided in the laminate 5. Inside the cavity 11, as indicated by an imaginary line, the chip component 12 is accommodated and mounted.

キャビティを有する多層セラミック基板においては、特にその土手部(キャビティ側壁部)にて、歪み等の変形が生じやすいが、本例では、その土手部に拘束層3が配されているので、変形が少なく、高精度の多層セラミック基板1aが得られる。   In a multilayer ceramic substrate having a cavity, deformation such as distortion is likely to occur particularly at the bank portion (cavity side wall portion). However, in this example, since the constraining layer 3 is disposed on the bank portion, the deformation does not occur. There are few and highly accurate multilayer ceramic substrates 1a are obtained.

前述した多層セラミック基板1または1aを製造するにあたって、生の状態にある積層体5を作製するため、基材層2および拘束層3の各々となるべきグリーンシートを1層ずつ積層することも考えられるが、好ましくは、以下に説明するように、複合グリーンシートの状態で用意され、この複合グリーンシートを用いて生の積層体5を作製するようにされる。   In manufacturing the multilayer ceramic substrate 1 or 1a described above, it is also possible to laminate one green sheet to be each of the base material layer 2 and the constraining layer 3 in order to produce a laminate 5 in a raw state. However, as described below, it is preferably prepared in the state of a composite green sheet, and the raw laminate 5 is produced using this composite green sheet.

図3ないし図6には、複合グリーンシートのいくつかの例が断面図で示されている。図3ないし図6において、図1に示した要素に相当する要素には同様の参照符号を付している。また、図3ないし図6においては、導体膜やビアホール導体の図示が省略されている。   3 to 6 show some examples of composite green sheets in cross-sectional views. 3 to 6, elements corresponding to those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. Further, in FIGS. 3 to 6, illustration of the conductor film and the via-hole conductor is omitted.

図3ないし図6には、たとえばポリエチレンテレフタレートからなるキャリアフィルム15が図示されている。キャリアフィルム15は、たとえば基材層2となるべきセラミックスラリーをシート状に成形する際に用いられ、また、成形された後のグリーンシートの取り扱いを容易にする。キャリアフィルム15は、生の積層体5を得るための積層工程を終えた段階では剥離され除去される。   FIGS. 3 to 6 show a carrier film 15 made of, for example, polyethylene terephthalate. The carrier film 15 is used, for example, when a ceramic slurry to be the base material layer 2 is formed into a sheet shape, and facilitates handling of the green sheet after being formed. The carrier film 15 is peeled off and removed at the stage where the lamination process for obtaining the raw laminate 5 is completed.

図3に示した複合グリーンシート16は、キャリアフィルム15上に、生の状態にある基材層2となるべきグリーンシートが成形され、その後、必要に応じて乾燥され、次いで、基材層2上に、生の状態にある拘束層3となるべきグリーンシートが成形されることによって得られたものである。この複合グリーンシート16の場合、図示しないが、拘束層3上に導体膜を形成することが容易である。   In the composite green sheet 16 shown in FIG. 3, a green sheet to be the raw substrate layer 2 is formed on the carrier film 15, and then dried as necessary, and then the substrate layer 2. It is obtained by forming a green sheet to be the constraining layer 3 in a raw state. In the case of this composite green sheet 16, although not shown, it is easy to form a conductor film on the constraining layer 3.

上述した基材層2となるべきグリーンシートの成形と拘束層3となるべきグリーンシートの成形とは、一連の工程をもって実施してもよいが、基材層2となるべきグリーンシートを成形した後、基材層2となるべきグリーンシートを保持するキャリアフィルム15を、一旦、ロール状に巻き、その後、ロールから基材層2となるべきグリーンシートをキャリアフィルム15とともに引き出し、拘束層3となるべきグリーンシートを成形するようにしてもよい。このことは、図4ないし図6を参照して説明する他の複合グリーンシート17〜19の場合についても言える。   The green sheet to be the base material layer 2 and the green sheet to be the constraining layer 3 may be formed by a series of steps, but the green sheet to be the base material layer 2 is formed. Thereafter, the carrier film 15 holding the green sheet to be the base material layer 2 is once wound in a roll shape, and then the green sheet to be the base material layer 2 is pulled out together with the carrier film 15 from the roll. You may make it shape | mold the green sheet which should become. This is also true for other composite green sheets 17 to 19 described with reference to FIGS.

図4に示した複合グリーンシート17は、キャリアフィルム15上に、生の状態にある拘束層3となるべきグリーンシートが成形され、その後、必要に応じて乾燥され、次いで、生の状態にある基材層2となるべきグリーンシートが成形されることによって得られたものである。この複合グリーンシート17の場合、図示しないが、基材層2上に導体膜を形成することが容易である。   The composite green sheet 17 shown in FIG. 4 is formed on the carrier film 15 with a green sheet to be the constraining layer 3 in a raw state, then dried as necessary, and then in a raw state. It is obtained by molding a green sheet to be the base material layer 2. In the case of this composite green sheet 17, although not shown, it is easy to form a conductor film on the base material layer 2.

なお、図3に示した複合グリーンシート16と図4に示した複合グリーンシート17とは、キャリアフィルム15を除去した状態では、互いに同じ積層構造を有している。   Note that the composite green sheet 16 shown in FIG. 3 and the composite green sheet 17 shown in FIG. 4 have the same laminated structure when the carrier film 15 is removed.

図5に示した複合グリーンシート18は、キャリアフィルム15上に、生の状態にある拘束層3となるべきグリーンシート、生の状態にある基材層2となるべきグリーンシート、および生の状態にある拘束層3となるべきグリーンシートが、この順序で成形されることによって得られたものである。この複合グリーンシート18の場合、図示しないが、拘束層3上に導体膜を形成することが容易である。   The composite green sheet 18 shown in FIG. 5 is a green sheet to be the constraining layer 3 in the raw state, a green sheet to be the base material layer 2 in the raw state, and a raw state on the carrier film 15. The green sheet to be the constraining layer 3 is obtained by molding in this order. In the case of this composite green sheet 18, although not shown, it is easy to form a conductor film on the constraining layer 3.

図6に示した複合グリーンシート19は、キャリアフィルム15上に、生の状態にある基材層2となるべきグリーンシート、生の状態にある拘束層3となるべきグリーンシート、および生の状態にある基材層2となるべきグリーンシートが、この順序で成形されることによって得られたものである。この複合グリーンシート19の場合、図示しないが、基材層2上に導体膜を形成することが容易である。   The composite green sheet 19 shown in FIG. 6 has a green sheet to be the base layer 2 in a raw state, a green sheet to be the constraining layer 3 in a raw state, and a raw state on the carrier film 15. The green sheet to be the base material layer 2 is obtained by molding in this order. In the case of this composite green sheet 19, although not shown, it is easy to form a conductor film on the base material layer 2.

上述した複合グリーンシート16〜19は、これらのうちのいずれかを単独で用いたり、これらのうちのいずれかを組み合わせて用いたりすることによって、生の積層体5を作製することができる。たとえば、複合グリーンシート16または17と複合グリーンシート18または19とを組み合わせることによって、生の積層体5を作製することができる。また、複合グリーンシート18と複合グリーンシート19を積層することによって、生の積層体5を作製することができる。   The composite green sheets 16-19 mentioned above can produce the raw laminated body 5 by using any of these alone or using any of them in combination. For example, the raw laminate 5 can be produced by combining the composite green sheet 16 or 17 and the composite green sheet 18 or 19. Moreover, the raw laminated body 5 can be produced by laminating the composite green sheet 18 and the composite green sheet 19.

以上、この発明を、図示した実施形態に関連して説明したが、この発明の範囲内において、その他種々の変形例が可能である。   While the present invention has been described with reference to the illustrated embodiment, various other modifications are possible within the scope of the present invention.

たとえば、図1に示した多層セラミック基板1および図2に示した多層セラミック基板1aでは、基材層2と拘束層3とが交互に形成されたが、基材層2のいくつかについて、その少なくとも一方主面には、拘束層3ではなく、他の基材層2が接するように位置されてもよい。   For example, in the multilayer ceramic substrate 1 shown in FIG. 1 and the multilayer ceramic substrate 1a shown in FIG. 2, the base layer 2 and the constraining layer 3 are alternately formed. At least one main surface may be positioned so that not the constraining layer 3 but another base material layer 2 is in contact therewith.

上述の変形例に関連して、図1および図2に示した積層体5では、拘束層3が最も外側に位置されたが、少なくとも一方の主面については、基材層2が最も外側に位置されてもよい。この後者の場合、拘束層3と実質的に同様の組成を有するが、そこに含まれる第2の粉体が互いに固着されない程度の厚みを有する収縮抑制層を、生の状態にある積層体の少なくとも一方主面上に配置し、これによって収縮を抑制した状態で焼成工程を実施し、焼成工程後において、この収縮抑制層を除去するようにしてもよい。   In the laminated body 5 shown in FIGS. 1 and 2, the constraining layer 3 is located on the outermost side, but the base material layer 2 is located on the outermost side for at least one main surface. May be located. In this latter case, a shrinkage suppression layer having a composition that is substantially the same as that of the constraining layer 3 but having a thickness that prevents the second powder contained therein from being fixed to each other is formed in the raw laminate. You may make it arrange | position on an at least one main surface, implement a baking process in the state which suppressed shrinkage | contraction by this, and may make it remove this shrinkage | contraction suppression layer after a baking process.

また、基材層に含まれるガラス材料には、この発明の目的を損なわない範囲内で微量の添加物が加えられてもよい。たとえば、MgCO、ZnO、LiCO、Pb、Bi、BaCO、SrCOなどを0.01〜5.0重量%添加することにより、MgAlとの反応を抑えて、より高いQ値を得ることができる。 Moreover, a trace amount additive may be added to the glass material contained in a base material layer within the range which does not impair the objective of this invention. For example, by adding 0.01 to 5.0% by weight of MgCO 3 , ZnO, LiCO 3 , Pb 3 O 4 , Bi 2 O 3 , BaCO 3 , SrCO 3, etc., the reaction with MgAl 2 O 4 is suppressed. Thus, a higher Q value can be obtained.

また、拘束層に含まれる第2のセラミック材料としては、前述したMgAl、AlおよびZrOのほか、MgO、SiO、TiO、BaTiO、SrTiO、MgTiO、Pb(Zr,Ti)O、BC、SiC、WCなどを用いることもできる。 In addition to the MgAl 2 O 4 , Al 2 O 3 and ZrO 2 described above, the second ceramic material contained in the constraining layer includes MgO, SiO 2 , TiO 2 , BaTiO 3 , SrTiO 3 , MgTiO 3 , Pb (Zr, Ti) O 3 , B 4 C, SiC, WC, or the like can also be used.

次に、この発明による効果を確認するために実施した実験例について説明する。   Next, experimental examples carried out to confirm the effects of the present invention will be described.

(実験例1)
まず、ガラス材料の出発原料として、SiO、CaCO、AlおよびBの各粉末を用意し、表1に示す各組成比(単位は「重量%」)が得られるように調合した。そして、この調合された混合粉末を、Pt−Rhるつぼ中において、1400〜1600℃の温度で溶融した後、急冷し、さらに粉砕して、平均粒径2.0μmのガラス粉末G1〜G38を得た。
(Experimental example 1)
First, SiO 2 , CaCO 3 , Al 2 O 3, and B 2 O 3 powders are prepared as starting materials for the glass material, and each composition ratio (unit is “wt%”) shown in Table 1 is obtained. It was formulated. And after mixing this prepared mixed powder in the temperature of 1400-1600 degreeC in a Pt-Rh crucible, it cools rapidly and grind | pulverizes further to obtain glass powder G1-G38 with an average particle diameter of 2.0 micrometers. It was.

Figure 2008031005
Figure 2008031005

次に、基材層用グリーンシートを得るため、表2の「基材層」における「第1のセラミック材料」の欄に示した、平均粒径1.0μmの第1のセラミック材料粉末を用意するとともに、同じく「ガラス材料」の欄に示したガラス記号に対応する表1に示した組成のガラス粉末を用意し、これら第1のセラミック材料粉末とガラス粉末とを1:1の重量比となるように混合した。そして、これら第1のセラミック材料粉末およびガラス粉末の合計100重量部に対して、2.0重量部の可塑剤としてのDOP(フタル酸ジオクチル)、60重量部のトルエンおよび40重量部のエキネンからなる有機溶剤、ならびに10.0重量部のバインダとしてのポリビニルブチラールを加え、これらを混合することによってスラリーを得、ドクターブレード法によって、スラリーをシート状に成形して、厚み50μmの基材層用グリーンシートを得た。   Next, in order to obtain a green sheet for the base material layer, a first ceramic material powder having an average particle diameter of 1.0 μm shown in the column of “first ceramic material” in the “base material layer” of Table 2 is prepared. In addition, a glass powder having the composition shown in Table 1 corresponding to the glass symbol shown in the column “Glass material” is prepared, and the weight ratio of the first ceramic material powder and the glass powder is 1: 1. It mixed so that it might become. Then, from 100 parts by weight of the first ceramic material powder and the glass powder, from 2.0 parts by weight of DOP (dioctyl phthalate) as plasticizer, 60 parts by weight of toluene and 40 parts by weight of echinene An organic solvent, and 10.0 parts by weight of polyvinyl butyral as a binder are added and mixed to obtain a slurry. The slurry is formed into a sheet by a doctor blade method and used for a base material layer having a thickness of 50 μm. A green sheet was obtained.

他方、拘束層用グリーンシートを得るため、表2の「拘束層」における「第2セラミック材料」の欄に示した、平均粒径1.0μmの第2のセラミック材料粉末を用意した。そして、第2のセラミック材料粉末100重量部に対して、2.0重量部の可塑剤としてのDOP(フタル酸ジオクチル)、85重量部のトルエンおよび50重量部のエキネンからなる有機溶剤、ならびに10.0重量部のバインダとしてのポリビニルブチラールを加え、これらを混合することによって、スラリーを得、ドクターブレード法によって、スラリーをシート状に成形して、厚み5μmの拘束層用グリーンシートを得た。   On the other hand, in order to obtain a green sheet for a constraining layer, a second ceramic material powder having an average particle size of 1.0 μm shown in the column “Second ceramic material” in “Constraining layer” in Table 2 was prepared. An organic solvent composed of 2.0 parts by weight of DOP (dioctyl phthalate), 85 parts by weight of toluene and 50 parts by weight of echinene, and 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the second ceramic material powder. Polyvinyl butyral as a binder of 0.0 part by weight was added and mixed to obtain a slurry. The slurry was formed into a sheet by a doctor blade method to obtain a green sheet for a constraining layer having a thickness of 5 μm.

また、導体膜を形成するため、導電性金属粉末としての平均粒径2μmのAg粉末を48重量%、バインダとしてのエチルセルロースを3重量%、および溶剤としてのテルペン類を49重量%含む、導電性ペーストを用意した。   In addition, in order to form a conductor film, a conductive metal powder containing 48% by weight of Ag powder having an average particle diameter of 2 μm as a conductive metal powder, 3% by weight of ethyl cellulose as a binder, and 49% by weight of terpenes as a solvent. A paste was prepared.

次に、図7ないし図11にそれぞれ示すような積層体21〜25を作製するため、基材層26において、前述した基材層用グリーンシートを用い、拘束層27において、前述した拘束層用グリーンシートを用いながら、積層工程を実施し、図9ないし図11に示した積層体23〜25の場合には、導体膜28を形成するため、前述した導電性ペーストの印刷工程を実施し、生の状態にある積層体21〜25をそれぞれ得た。   Next, in order to fabricate the laminates 21 to 25 as shown in FIGS. 7 to 11, the above-described green sheet for base material layer is used in the base material layer 26, and the above-described constraining layer for the constraining layer 27. While using a green sheet, a lamination process is performed, and in the case of the laminates 23 to 25 shown in FIGS. 9 to 11, in order to form the conductor film 28, the above-described conductive paste printing process is performed, Laminated bodies 21 to 25 in a raw state were obtained, respectively.

次に、生の積層体21〜25の各々に対して、100kg/cmの圧力をプレス機で付与した後、900℃の温度で1時間焼成した。その結果、表2に示すように、試料10、18、29および34を除いて、主面方向での収縮が実質的にない状態で、焼結体としての積層体21〜25が得られることが確認された。 Next, a pressure of 100 kg / cm 2 was applied to each of the raw laminates 21 to 25 with a press machine, and then fired at a temperature of 900 ° C. for 1 hour. As a result, as shown in Table 2, with the exception of Samples 10, 18, 29 and 34, laminates 21 to 25 as sintered bodies can be obtained in a state where there is substantially no contraction in the main surface direction. Was confirmed.

他方、誘電特性を評価するため、上述した積層体21〜25の場合と同様の製造方法を適用して、図12に示すように、基材層26および拘束層27を各々20層ずつ備える焼結体としての積層体31を作製した。そして、積層体31の所定位置に電極を形成し、摂動法にて、測定周波数3GHzにおける比誘電率εおよびQ値を測定し、Q値については、1GHzでのQ値に換算した。 On the other hand, in order to evaluate the dielectric characteristics, the same manufacturing method as in the case of the above-described laminates 21 to 25 is applied, and as shown in FIG. A laminate 31 as a bonded body was produced. And the electrode was formed in the predetermined position of the laminated body 31, the relative dielectric constant (epsilon) r and Q value in the measurement frequency of 3 GHz were measured with the perturbation method, and Q value was converted into Q value in 1 GHz.

これらの結果が表2に示されている。   These results are shown in Table 2.

Figure 2008031005
Figure 2008031005

表1においてガラス記号に*を付したもの、および表2において試料番号に*を付したものは、この発明の範囲から外れている。   In Table 1, the glass symbol with * and the sample number with * in Table 2 are out of the scope of the present invention.

この発明の範囲内にある試料4〜7、14〜17、23〜25、30〜32、35〜37および39〜41によれば、SiOが33〜68モル%、CaOが3〜52モル%、Alが1〜36モル%およびBが1〜25モル%であるという条件を満たすガラス材料G4〜G7、G14〜G17、G23〜G25、G30〜G32およびG35〜G37のいずれかを基材層において用いているので、1500GHz以上のQ値を示し、優れた高周波誘電特性が得られている。 According to the sample 4~7,14~17,23~25,30~32,35~37 and 39-41 are within the scope of the invention, SiO 2 is 33 to 68 mol%, CaO is 3-52 mol Glass materials G4 to G7, G14 to G17, G23 to G25, G30 to G32, and G35 to G37 that satisfy the following conditions:%, Al 2 O 3 is 1 to 36 mol% and B 2 O 3 is 1 to 25 mol% Since any one of the above is used in the base material layer, a Q value of 1500 GHz or more is exhibited, and excellent high-frequency dielectric characteristics are obtained.

ここで、試料4〜7、14〜17、23〜25、30〜32および35〜37と試料39〜41とを比較すればわかるように、拘束層に含まれる第2のセラミック材料がMgAlの場合に限らず、Al、ZrOおよびMgOのいずれの場合であっても、1500GHz以上のQ値を示している。 Here, as can be seen by comparing Samples 4-7, 14-17, 23-25, 30-32, and 35-37 with Samples 39-41, the second ceramic material contained in the constrained layer is MgAl 2. Not only in the case of O 4 , but also in any case of Al 2 O 3 , ZrO 2 and MgO, a Q value of 1500 GHz or more is shown.

これらに対して、この発明の範囲から外れた試料1〜3、8〜13、18〜22、26〜29、33、34および38では、SiO、CaO、AlおよびBのいずれかについて、上述した組成範囲の条件を満たさないガラス材料G1〜G3、G8〜G13、G18〜G22、G26〜G29、G33、G34およびG38のいずれかを基材層において用いているので、Q値が1500GHzより低くなるか、焼結しない。 On the other hand, in samples 1 to 3, 8 to 13, 18 to 22, 26 to 29, 33, 34 and 38 which are out of the scope of the present invention, SiO 2 , CaO, Al 2 O 3 and B 2 O 3 Since any one of the glass materials G1 to G3, G8 to G13, G18 to G22, G26 to G29, G33, G34 and G38 that do not satisfy the conditions of the composition range described above is used in the base material layer, Q value is lower than 1500 GHz or does not sinter.

また、試料42〜47では、基材層に含まれるガラス材料として、この発明の範囲内にあるガラス材料G6、G14およびG24のいずれかを用いているにも関わらず、第1のセラミック材料として、MgAlではなく、Alを用いているため、Q値が1500GHzより低くなっている。 In Samples 42 to 47, as the glass material contained in the base material layer, any one of the glass materials G6, G14, and G24 that are within the scope of the present invention is used as the first ceramic material. The Q value is lower than 1500 GHz because Al 2 O 3 is used instead of MgAl 2 O 4 .

(実験例2)
実験例2では、基材層を構成する第1の粉体の集合体に含まれるガラス材料と第1のセラミック材料との比率を変えて、Q値の動向を調査したものである。
(Experimental example 2)
In Experimental Example 2, the trend of the Q value was investigated by changing the ratio of the glass material and the first ceramic material contained in the first powder aggregate constituting the base material layer.

表3において、「ガラス記号」は、表1の「ガラス記号」に対応し、「ガラス量」は、基材層におけるガラス材料および第1のセラミック材料の合計重量に占めるガラス材料の重量比率を示し、「MgAl量」は、ガラス材料および第1のセラミック材料の合計重量に占める第1のセラミック材料としてのMgAlの重量比率を示している。 In Table 3, “Glass symbol” corresponds to “Glass symbol” in Table 1, and “Glass amount” represents the weight ratio of the glass material to the total weight of the glass material and the first ceramic material in the base material layer. “MgAl 2 O 4 content” indicates the weight ratio of MgAl 2 O 4 as the first ceramic material to the total weight of the glass material and the first ceramic material.

前述の実験例1の場合と同様の方法により、各試料を作製し、比誘電率εおよびQ値を評価した。表3に、その結果が示されている。 Each sample was produced by the same method as in the case of Experimental Example 1 described above, and the relative dielectric constant ε r and the Q value were evaluated. Table 3 shows the results.

Figure 2008031005
Figure 2008031005

表3において、試料番号に*を付したものは、この発明の範囲から外れている。   In Table 3, the sample number marked with * is out of the scope of the present invention.

表3を参照して、「ガラス量」が15〜75重量%、「MgAl量」が25〜85重量%であるという条件を満たす試料49〜51、54〜56および59〜61によれば、Q値が1500GHz以上と高く、優れた高周波誘電特性を示している。 Referring to Table 3, samples 49 to 51, 54 to 56 and 59 to 61 satisfying the condition that the “glass amount” is 15 to 75% by weight and the “MgAl 2 O 4 amount” is 25 to 85% by weight. According to this, the Q value is as high as 1500 GHz or more, and excellent high frequency dielectric characteristics are exhibited.

これらに対して、「ガラス量」が15重量%未満であり、「MgAl量」が85重量%を超える試料48、53および58では、焼結しない。 On the other hand, the samples 48, 53 and 58 in which the “glass amount” is less than 15% by weight and the “MgAl 2 O 4 amount” exceeds 85% by weight are not sintered.

また、「ガラス量」が75重量%を超え、「MgAl量」が25重量%未満である試料52、57および62では、Q値が1500GHzより低くなっている。 In the samples 52, 57 and 62 in which the “glass amount” exceeds 75% by weight and the “MgAl 2 O 4 amount” is less than 25% by weight, the Q value is lower than 1500 GHz.

この発明の第1の実施形態による多層セラミック基板1を図解的に示す断面図である。1 is a cross-sectional view schematically showing a multilayer ceramic substrate 1 according to a first embodiment of the present invention. この発明の第2の実施形態による多層セラミック基板1aを図解的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematically the multilayer ceramic substrate 1a by 2nd Embodiment of this invention. 生の積層体を作製するために用いられる複合グリーンシートの第1の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 1st example of the composite green sheet used in order to produce a raw laminated body. 生の積層体を作製するために用いられる複合グリーンシートの第2の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 2nd example of the composite green sheet used in order to produce a raw laminated body. 生の積層体を作製するために用いられる複合グリーンシートの第3の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 3rd example of the composite green sheet used in order to produce a raw laminated body. 生の積層体を作製するために用いられる複合グリーンシートの第4の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 4th example of the composite green sheet used in order to produce a raw laminated body. 実験例1において焼結性を確認するために作製した積層体の第1の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 1st example of the laminated body produced in order to confirm sinterability in Experimental example 1. FIG. 実験例1において焼結性を確認するために作製した積層体の第2の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 2nd example of the laminated body produced in order to confirm sinterability in Experimental example 1. FIG. 実験例1において焼結性を確認するために作製した積層体の第3の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 3rd example of the laminated body produced in order to confirm sinterability in Experimental example 1. FIG. 実験例1において焼結性を確認するために作製した積層体の第4の例を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a fourth example of a laminate manufactured for confirming sinterability in Experimental Example 1. 実験例1において焼結性を確認するために作製した積層体の第5の例を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a fifth example of a laminate manufactured for confirming sinterability in Experimental Example 1. 実験例1において誘電特性を評価するために作製した積層体を示す断面図である。6 is a cross-sectional view showing a laminate produced for evaluating dielectric characteristics in Experimental Example 1. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1,1a 多層セラミック基板
2,26 基材層
3,27 拘束層
4,28 導体膜
5,21〜25,31 積層体
16〜19 複合グリーンシート
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1a Multilayer ceramic substrate 2,26 Base material layer 3,27 Constrained layer 4,28 Conductor film 5,21-25,31 Laminated body 16-19 Composite green sheet

Claims (9)

ガラス材料および第1のセラミック材料を含む第1の粉体の集合体をもって構成される、積層された複数の基材層と、
その少なくとも一方の主面が前記基材層に接するように位置され、かつ前記基材層が焼結する温度では実質的に焼結しない第2のセラミック材料を含む第2の粉体の集合体をもって構成される、拘束層と
を備え、
前記第1の粉体の少なくとも一部は、焼結状態であり、
前記第2の粉体は、前記ガラス材料を含む前記第1の粉体の一部が前記拘束層に拡散あるいは流動することによって、互いに固着されていて、
前記第1の粉体は、15〜75重量%の前記ガラス材料、および25〜85重量%の前記第1のセラミック材料を含み、
前記ガラス材料は、33〜68モル%のSiO、3〜52モル%のCaO、1〜36モル%のAlおよび1〜25モル%のBを含み、
前記第1のセラミック材料は、MgAlである、
多層セラミック基板。
A plurality of laminated base layers composed of an aggregate of first powders including a glass material and a first ceramic material;
An aggregate of second powders including a second ceramic material that is positioned such that at least one main surface thereof is in contact with the base material layer and that does not substantially sinter at a temperature at which the base material layer is sintered. Comprising a constrained layer,
At least a part of the first powder is in a sintered state,
The second powder is fixed to each other by diffusing or flowing a part of the first powder containing the glass material into the constraining layer,
The first powder includes 15 to 75% by weight of the glass material, and 25 to 85% by weight of the first ceramic material;
It said glass material comprises 33 to 68 mol% of SiO 2, from 3 to 52 mol% of CaO, Al 2 O 3 and 1 to 25 mole% B 2 O 3 of 1 to 36 mol%,
The first ceramic material is MgAl 2 O 4 ;
Multilayer ceramic substrate.
前記第2のセラミック材料は、MgAl、AlおよびZrOのいずれか1種である、請求項1に記載の多層セラミック基板。 The multilayer ceramic substrate according to claim 1, wherein the second ceramic material is one of MgAl 2 O 4 , Al 2 O 3, and ZrO 2 . 前記第2のセラミック材料は、MgAlである、請求項1に記載の多層セラミック基板。 The multilayer ceramic substrate according to claim 1, wherein the second ceramic material is MgAl 2 O 4 . 前記基材層および前記拘束層の少なくとも一方の主面に沿って形成される導体膜をさらに備える、請求項1ないし3のいずれかに記載の多層セラミック基板。   The multilayer ceramic substrate according to claim 1, further comprising a conductor film formed along at least one main surface of the base material layer and the constraining layer. 前記基材層に含まれる前記ガラス材料の一部は、前記拘束層の全域に拡散あるいは流動しており、前記第2の粉体のすべてが、前記ガラス材料の一部によって互いに固着されている、請求項1ないし4のいずれかに記載の多層セラミック基板。   A part of the glass material contained in the base material layer diffuses or flows throughout the constraining layer, and all of the second powder is fixed to each other by a part of the glass material. A multilayer ceramic substrate according to any one of claims 1 to 4. 前記拘束層は前記基材層より薄い、請求項1ないし5のいずれかに記載の多層セラミック基板。   The multilayer ceramic substrate according to claim 1, wherein the constraining layer is thinner than the base material layer. ガラス材料および第1のセラミック材料を含む第1の粉体を含む、生の状態にある基材層と、
その少なくとも一方の主面が前記基材層に接するように位置され、かつ前記基材層が焼結する温度では実質的に焼結しない第2のセラミック材料を含む第2の粉体を含む、生の状態にある拘束層と
を備え、
前記第1の粉体は、15〜75重量%の前記ガラス材料、および25〜85重量%の前記第1のセラミック材料を含み、
前記ガラス材料は、33〜68モル%のSiO、3〜52モル%のCaO、1〜36モル%のAlおよび1〜25モル%のBを含み、
前記第1のセラミック材料は、MgAlである、
多層セラミック基板作製用複合グリーンシート。
A substrate layer in a green state comprising a first powder comprising a glass material and a first ceramic material;
A second powder comprising a second ceramic material that is positioned such that at least one major surface thereof is in contact with the base material layer and that does not substantially sinter at a temperature at which the base material layer is sintered; With a constrained layer in a raw state,
The first powder includes 15 to 75% by weight of the glass material, and 25 to 85% by weight of the first ceramic material;
It said glass material comprises 33 to 68 mol% of SiO 2, from 3 to 52 mol% of CaO, Al 2 O 3 and 1 to 25 mole% B 2 O 3 of 1 to 36 mol%,
The first ceramic material is MgAl 2 O 4 ;
Composite green sheet for making multilayer ceramic substrates.
前記基材層の両主面にそれぞれ接するように、前記拘束層が配置されている、請求項7に記載の多層セラミック基板作製用複合グリーンシート。   The composite green sheet for producing a multilayer ceramic substrate according to claim 7, wherein the constraining layer is disposed so as to be in contact with both main surfaces of the base material layer. 前記拘束層の両主面にそれぞれ接するように、前記基材層が配置されている、請求項7に記載の多層セラミック基板作製用複合グリーンシート。   The composite green sheet for producing a multilayer ceramic substrate according to claim 7, wherein the base material layer is disposed so as to be in contact with both main surfaces of the constraining layer.
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