[发明专利]陶瓷基板及其制造方法以及电介质瓷器组合物

说明书

技术领域

本发明涉及具有接近于印刷配线基板的热膨胀系数的陶瓷基板，特别涉及以Mg₂SiO₄作为主成分的陶瓷基板的抗折强度的改善，还涉及电介质瓷器组合物。

背景技术

例如，在信息通讯领域中出现使用频率波段向高频率转移的倾向，在卫星播送和卫星通讯、手机和汽车电话等移动通讯中正在使用千兆赫(GHz)波段的高频波。

在具有如上所述的在高频波段使用的配线层的线路基板中，需要低介电常数的基板来减少起因于配线之间容量的信号延迟。并且，需要具有高Q值的基板来抑制高频信号的衰减。对于制作这样的基板，需要低介电常数陶瓷材料(电介质瓷器组合物)，而且也期待开发相对介电常数εr为6～11程度、高Q值的陶瓷材料。

Mg₂SiO₄(镁橄榄石)的单体是一种Q·f＝200000GHz以上的Q值极高、且介电损耗非常小的材料，因为其相对介电常数εr也比较低，所以作为上述低介电常数陶瓷材料中的一种受到关注，已提案了含有镁橄榄石相的各种玻璃陶瓷(参照下述专利文献1)。

例如，在专利文献1中公开了一种具备绝缘基板以及形成于该绝缘基板表面的薄膜配线导体层而成的配线基板，记载了所述绝缘基板至少含有Si、Al、Mg、Ba、稀土元素RE以及O作为构成元素，并含有从镁橄榄石结晶相以及锌尖晶石结晶相中选出的至少一种以及钡长石(Celsian)结晶作为结晶相。

在专利文献2中公开了一种含有钡长石结晶相、以及从AlN、Si₃N₄、SiC、Al₂O₃、ZrO₂、3Al₂O₃·2SiO₂、Mg₂SiO₄中选出的至少一种的结晶相作为结晶相的低温烧成陶瓷烧结体，所述钡长石结晶相包含锌尖晶石结晶相、尖晶石结晶相、长宽比为3以上的针状晶。

专利文献1中所记载的绝缘基板和专利文献2中所记载的陶瓷烧结体都是通过烧成使各结晶相从玻璃中析出的材料，属于所谓的玻璃陶瓷范畴。

专利文献3中所记载的是由本申请人提案的材料，公开了一种电介质瓷器组合物，在按规定的比例含有BaO、Nd₂O₃、TiO₂、MgO以及SiO₂的同时，按规定的比例含有ZnO、B₂O₃、CuO以及碱土类金属氧化物RO作为副成分，并进一步含有Ag作为副成分。该电介质瓷器组合物含有镁橄榄石(2MgO·SiO₂)结晶、并能够在低温条件下进行烧成。

另外，在专利文献4中公开了一种由玻璃粉末、氧化铝粉末以及镁橄榄石粉末构成的陶瓷基板用组合物，在专利文献5中公开了一种低温烧成磁性组合物，使按玻璃成分为55～99.5重量％、镁橄榄石成分为总量中的0.1～45重量％的比例形式混合的混合粉末成形之后，该玻璃成分由SiO₂、Al₂O₃、MgO、ZnO以及B₂O₃构成，通过在非氧化性的氛围中800～1000℃的温度下进行烧成而形成；所述低温烧成磁性组合物中包含锌尖晶石结晶相、堇青石(Cordierite)结晶相、镁橄榄石结晶相、顽辉石结晶相以及玻璃相。这些专利文献中所公开的组合物也能够在1000℃度以下的低温条件下进行烧成。

另一方面，在专利文献6中公开了一种高频用电介质瓷器组合物，由组成式xMgO-ySiO₂-zAl₂O₃(式中的x、y、z是表示各成分的重量百分比，60≤x≤90，10≤y≤40≤，0≤z≤10，x+y+z＝100)所示组分作为主成分，相对于所述主成分添加1重量％以下的ZnO作为副成分。专利文献6中所记载的发明的目的是提供一种既具有高Q值又具有低相对介电常数的电介质瓷器组合物，烧成温度为1550℃～1600℃。

另外，近年来，在需求不断增加的手机电话等移动通讯机器中使用数百MHz～数GHz程度的被称作“准微波”的高频波段。为此，即使在移动通讯机器中所使用的滤波器、共振器、电容器以及线路基板等电子部件，也被要求具有适合于在高频波段下使用的诸多特性。