[发明专利]结晶性玻璃粉末

说明书

技术领域

本发明涉及用作玻璃陶瓷电介体材料的结晶性玻璃粉末。

背景技术

一直以来，已知玻璃陶瓷电介体被用作高密度安装有IC、LSI等的陶瓷多层基板、厚膜电路元件、半导体封装等的绝缘材料。

近年，在通信设备领域，随着所用频带向0.1GHz以上的高频发展，利用这样的高频带的能够用作多层基板等的绝缘材料的结晶性玻璃组合物的开发也随之被推进。此外，对于高性能高频电路基板、介质滤波器等，要求其具有例如介质损耗tanδ在20×10^-4以下的低介质损耗特性（例如，参照专利文献1）。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本国特开平10-120436号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，近年，对电子器件的小型化、薄型化的需求逐渐增高，对电子器件中所使用的基板也要求其薄型化。该基板采用例如对包括结晶性玻璃粉末的玻璃陶瓷粉末进行烧制得到的析出透辉石结晶（2SiO₂·CaO·MgO）而形成的玻璃陶瓷电介体。但是，随着基板的薄型化的发展，一旦玻璃陶瓷电介体的内部出现微小气泡（空隙），配线的断线问题就会趋于显著。此外，由于气泡的原因，介质损耗也有增大的趋势。

玻璃陶瓷电介体内部所产生的气泡是出于原料结晶性玻璃粉末的烧结工序中，结晶导致非流动部分的形成速度快，阻碍烧结体整体的软化变形的原因而生成的。即，如果结晶性玻璃粉末在未发生软化变形的情况下继续结晶，伴随结晶化发生的体积收缩未能蔓延至整个烧结体，在各玻璃粉末间的空隙中出现残留气泡。

因此，如果放慢烧结时的结晶化速度，使烧结体能够软化变形，使烧结体整体均匀收缩，也能促进气体释放和气体在玻璃相中的熔解，有效抑制气泡的残留。发明人认为，为了延缓结晶化速度，结晶性玻璃的组成偏离透辉石结晶的理论组成，使结晶化之后仍残留有玻璃相是有效的方案。但是，如果玻璃陶瓷电介体中的残留玻璃相的比例过多，就会出现造成介质损耗上升的问题。特别是当残留玻璃相为多组分组成的情况下，介质损耗的上升显著，难以应用于高频电路基板。

因此，本发明的目的在于，提供一种能够减少内部的气泡，同时具有能够充分应对高性能的高频电路的低介质损耗特性的结晶性玻璃粉末。

解决课题的手段

本发明人在进行了各种研究后，结果发现：利用透辉石结晶和特定的结晶作为主结晶析出的结晶性玻璃粉末，能够解决上述课题，由此提出本发明。

即，本发明涉及一种结晶性玻璃粉末，其特征在于，通过热处理，析出透辉石结晶和长石结晶作为主结晶。

本发明人还发现：透辉石结晶析出后，残留的玻璃相的一部分或全部使用能够结晶化为结晶化开始温度高于透辉石结晶、且体积收缩率小于透辉石结晶的长石结晶的结晶性玻璃粉末，将能够尽可能地抑制伴随结晶析出的气泡的产生，并且减少残留玻璃相。由此就能够制作气泡百分率小、低介质损耗小的玻璃陶瓷电介体。

需要说明的是，本发明中的“结晶性玻璃”是指，具有热处理后能够从玻璃基体中析出结晶的性质的非晶质玻璃。此外，“透辉石结晶”不仅是指透辉石结晶，还包括透辉石固溶体结晶。

此外，“热处理”是指在透辉石结晶和长石结晶的结晶化开始温度以上能够充分进行结晶化，例如，是指在800～1000℃的温度下进行20分钟以上的热处理。

第二，本发明的结晶性玻璃粉末的特征在于，长石结晶为钡长石结晶（BaAl₂Si₂O₈）。

第三，本发明的结晶性玻璃粉末的特征在于，作为玻璃组成，以质量%计含有SiO₂20～65%、CaO3～25%、MgO7～30%、Al₂O₃0～20%、BaO5～40%，并且质量比满足1≤SiO₂/BaO≤4的关系。

通过使本发明的结晶性玻璃具有上述组成，则通过热处理，易于析出透辉石结晶和长石结晶作为主结晶。需要说明的是，尽管SiO₂-CaO-MgO类玻璃失透倾向很强，但通过加入Al₂O₃、BaO等碱土金属氧化物，能够使玻璃稳定，得到批量生产率优异的玻璃。

第四，本发明涉及一种玻璃陶瓷材料，其特征在于，含有60～100质量%的上述任一结晶性玻璃粉末和0～40质量%的陶瓷粉末。

第五，本发明的玻璃陶瓷材料的特征在于，陶瓷粉末含有Al成分。