JPH0483737A - Dielectric porcelain composition, production thereof and basal plate for distributing board using said composition - Google Patents
Dielectric porcelain composition, production thereof and basal plate for distributing board using said compositionInfo
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- JPH0483737A JPH0483737A JP2196529A JP19652990A JPH0483737A JP H0483737 A JPH0483737 A JP H0483737A JP 2196529 A JP2196529 A JP 2196529A JP 19652990 A JP19652990 A JP 19652990A JP H0483737 A JPH0483737 A JP H0483737A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(技術分野)
本発明は、誘電体磁器組成物及びその製造法並びにそれ
を用いた配線基板に係り、特に高周波集積回路(MIC
)用の配線基板等に適する高周波用誘電体磁器組成物や
、それを製造する方法、更にはそれを用いて得られた配
線基板に関するものである。Detailed Description of the Invention (Technical Field) The present invention relates to a dielectric ceramic composition, a method for manufacturing the same, and a wiring board using the same, and particularly relates to a high frequency integrated circuit (MIC).
The present invention relates to a high-frequency dielectric ceramic composition suitable for wiring boards, etc., a method for manufacturing the same, and a wiring board obtained using the same.
(背景技術)
携帯電話等の高周波機器の発展に伴い、それらに使用さ
れるMICにも、小型で高性能なものが要求されるよう
になってきている。そして、そのようなMIC配線基板
に必要な誘電体磁器には、以下のような特性が要求され
ているのである。即ち、先ず、(1)比誘電率(εr)
が高いこと。この比誘電率が高いと、成る決まった周波
数で使用する場合、共振回路やインダクタンスやコンデ
ンサの小型化が可能になるのである。また、(2)Q値
が高いこと。磁器のQ値が高いと、これを使用した共振
回路やインダクタンスのQ値を高くすることが出来る。(Background Art) With the development of high frequency devices such as mobile phones, the MICs used in these devices are also required to be small and have high performance. The dielectric ceramic required for such a MIC wiring board is required to have the following characteristics. That is, first, (1) relative dielectric constant (εr)
is high. When this dielectric constant is high, it becomes possible to miniaturize the resonant circuit, inductance, and capacitor when used at a fixed frequency. Also, (2) the Q value is high. If the Q value of ceramics is high, it is possible to increase the Q value of a resonant circuit or inductance using the ceramic.
更に、(3)誘電率の温度係数や形成した共振回路の共
振周波数の温度係数が小さいこと。Furthermore, (3) the temperature coefficient of the dielectric constant and the temperature coefficient of the resonant frequency of the formed resonant circuit are small.
そして、(4)導体配線が多層構造に出来ること。また
、(5)導体の抵抗が小さいこと。この導体の抵抗が太
きいと、共振回路やインダクタンスのQ値が小さくなり
、導体線路の伝送損失が大きくなるからである。and (4) conductor wiring can have a multilayer structure. Also, (5) the resistance of the conductor is low. This is because if the resistance of this conductor is large, the Q value of the resonant circuit and inductance will be small, and the transmission loss of the conductor line will be large.
ところで、従来から、この種の誘電体磁器組成物として
は、例えば特公昭5E120905号公報には、Ba0
−TiO□系若しくはその一部を他の元素で置換したも
のが、また特公昭59−23048号公報には、B a
(Mg+7:+ Tazz3)03等の複合ペロプス
カイト構造を持った組成のものが、更に特公昭54−3
5678号公報には、Ti0z −ZrOz−3nOz
若しくはその一部を他の元素で置換したものが、更にま
た特公昭56−26321号公報には、Ba0−Tie
□RE20.系(RE:希土類金属)のものが、それぞ
れ、明らかにされている。By the way, as a dielectric ceramic composition of this kind, for example, Japanese Patent Publication No. 5E120905 discloses Ba0
-TiO
(Mg + 7: + Tazz 3) 03 and other compositions with a composite perovskite structure were further developed by
No. 5678 discloses Ti0z-ZrOz-3nOz
In addition, Japanese Patent Publication No. 56-26321 discloses Ba0-Tie, or a part of which is substituted with another element.
□RE20. (RE: rare earth metals) have been clarified.
しかしながら、それら従来の誘電体磁器組成物は、誘電
率が大きいものの、目的とする配線基板を得るべく、そ
の内部に導体路を多層構造に設けようとすると、導体と
してPt、Pd等の導通抵抗の大きな導体材料しか使用
出来ない問題があった。そのような誘電体磁器組成物は
、その焼成温度が高いために、融点の低いAg系やCu
系やAU系等の導通抵抗の小さな導体材料を使用するこ
とが出来ないからである。However, although these conventional dielectric ceramic compositions have a high dielectric constant, when trying to provide a multilayered conductor path inside them in order to obtain the intended wiring board, it is difficult to use conductive paths such as Pt or Pd as a conductor. There was a problem that only large conductor materials could be used. Such dielectric ceramic compositions have a high firing temperature, so they are made of Ag-based or Cu-based materials, which have a low melting point.
This is because it is not possible to use conductor materials with low conduction resistance, such as conductor materials such as AU series or AU series.
また、かかる誘電体磁器組成物として、アルミナ、ステ
アタイト或いはフォルステライト等のセラミックスから
なる低価格なものも知られているが、それらは温度係数
が大きく、更に導体路を多層構造に設けようとすると、
上記と同様の理由によって、Pt、Pd、W、Mo等の
導通抵抗の大きな導体材料しか使用出来ないという問題
を内在するものであった。In addition, low-cost dielectric ceramic compositions made of ceramics such as alumina, steatite, or forsterite are known, but these have large temperature coefficients and it is difficult to provide conductor paths in a multilayer structure. Then,
For the same reason as mentioned above, there is an inherent problem in that only conductive materials with high conduction resistance, such as Pt, Pd, W, and Mo, can be used.
(解決課題)
ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景にして為さ
れたものであって、その課題とするところは、誘電率が
大きく、且つ温度係数が小さい、しかも導通抵抗が小さ
な導体を内蔵することが可能な誘電体磁器組成物を提供
することにあり、またそのような誘電体磁器組成物を製
造する方法、更にはそのような誘電体磁器組成物を用い
た配線基板を提供することにある。(Problem to be Solved) The present invention has been made against this background, and its object is to provide a conductor with a large dielectric constant, a small temperature coefficient, and a small conduction resistance. The object of the present invention is to provide a dielectric ceramic composition that can be built-in, a method for manufacturing such a dielectric ceramic composition, and furthermore a wiring board using such a dielectric ceramic composition. There is a particular thing.
(解決手段)
すなわち、本発明は、かかる課題を解決するために、多
くの誘電体磁器の組成について種々検討した結果見い出
された事実に基づいて完成されたものであり、その要旨
とするところは、コージェライト系組成のガラスとTi
O□との混合粉末を焼成してなり、生成したコージェラ
イト結晶質母権中に前記TiO□粒子が分散して存在す
る誘電体磁器組成物にして、前記ガラスとTiO□とが
、下式:
%式%
(但し、χニガラスの重量%
y:Tio□の重量%)
を満足する割合において、用いられていることを特徴と
する誘電体磁器組成物にある。(Solution Means) In other words, in order to solve the problem, the present invention was completed based on the facts found as a result of various studies on the composition of many dielectric ceramics, and the gist thereof is as follows. , cordierite composition glass and Ti
The mixed powder with O□ is fired to produce a dielectric ceramic composition in which the TiO□ particles are dispersed in the resulting cordierite crystalline matrix, and the glass and TiO□ are combined according to the following formula: The dielectric ceramic composition is characterized in that it is used in a proportion that satisfies the following formula: % by weight of χ Nigarasu y: % by weight of Tio □.
また、本発明にあっては、かかる誘電体磁器組成物を得
るために、上記の如き割合において二成分を均一に配合
して得られる混合粉末を用い、この混合粉末から成形さ
れた成形体を、1100”C以下の温度で焼成し、緻密
化すると共に、コージェライト系組成のガラス成分を結
晶化して、得られる誘電体磁器組成物中にコージェライ
ト結晶質相を母相として生成せしめることを特徴として
いる。In addition, in the present invention, in order to obtain such a dielectric ceramic composition, a mixed powder obtained by uniformly blending two components in the above-mentioned proportions is used, and a molded body formed from this mixed powder is used. , sintering at a temperature of 1100"C or less to densify the glass component and crystallize the glass component having a cordierite composition to produce a cordierite crystalline phase as a parent phase in the resulting dielectric ceramic composition. It is a feature.
さらに、本発明は、上記の如くして得られる磁器(誘電
体磁器組成物)を誘電体として用い、この誘電体内に、
少なくとも一つの導体路を内蔵せしめてなる配線基板を
も、その要旨とするものである。Furthermore, the present invention uses the ceramic (dielectric ceramic composition) obtained as described above as a dielectric, and in this dielectric,
Another object of the present invention is a wiring board having at least one conductor track built therein.
なお、このような誘電体磁器組成物を与える混合粉末に
は、必要に応じて、その100重量部に対して、誘電率
が30以下のフィラー粉末が、合計量で30重量部を越
えない割合において、更に配合せしめられることとなる
。In addition, in the mixed powder for producing such a dielectric ceramic composition, if necessary, filler powder having a dielectric constant of 30 or less may be added in a proportion not exceeding 30 parts by weight in total to 100 parts by weight. It will be further blended in.
(具体的構成)
ところで、かかる本発明に従う誘電体磁器組成物を与え
る混合粉末は、コージェライト系組成のガラスとTiO
□の二成分を、前弐を満足するような割合において配合
せしめる必要があり、その範囲から外れると、本発明の
目的を充分に達成することが出来なくなる。即ち、コー
ジェライト系組成のガラス粉末の割合(1重量%)が7
0重量%よりも少なくなり、一方、T i O2粉末の
割合(7重量%)が30重量%を越えたりすると、低温
度での焼成が困難となり、1100″C以下の焼成温度
で混合粉末を充分に緻密化することが困難となり、更に
は結晶化が困難となるのである。(Specific configuration) By the way, the mixed powder for providing the dielectric ceramic composition according to the present invention is composed of cordierite-based glass and TiO
It is necessary to mix the two components (□) in a ratio that satisfies the first two, and if it deviates from this range, the object of the present invention cannot be fully achieved. That is, the proportion (1% by weight) of glass powder having a cordierite composition is 7.
On the other hand, if the proportion of T i O2 powder (7% by weight) exceeds 30% by weight, it becomes difficult to sinter the mixed powder at a sintering temperature of 1100"C or lower. This makes it difficult to achieve sufficient densification, and even more difficult to crystallize.
そして、本発明において、かがるコージェライト系組成
のガラスは、得られる誘電体磁器組成物にコージェライ
トの優れたマイクロ波誘電特性を付与すると共に、低温
焼結性を得るために用いられるものであって、主結晶が
コージェライトとなるガラス組成であれば、基本的には
問題なく、公知の各種のコージェライト系組成のガラス
を用いることが出来るが、本発明では、SiO□ :2
5〜65重量%、MgOニア〜25重量%、A A 2
03 :10〜45重量%、B2O3:0〜20重量%
なる組成のガラスが有利に用いられる。かかる範囲内の
SiO□、 M g O、A l z O:+の採用に
よって、1100°C以下での焼成、緻密化がより効果
的に行なわれ得るからであり、またB2O3の割合が2
0重量%を越えるようになると、焼結体の耐水性が悪く
なるからである。なお、これらの成分の他にも、アルカ
リ金属の酸化物、アルカリ土類金属の酸化物、Zr0z
、ZnO1PbO等の金属酸化物が、必要に応じて、焼
結性を向上させるために、また、Mn、Cr、Fe、C
o。In the present invention, the glass having a dark cordierite composition is used to impart the excellent microwave dielectric properties of cordierite to the obtained dielectric porcelain composition and to obtain low-temperature sinterability. Therefore, as long as the main crystal is cordierite, it is basically possible to use various known glasses with cordierite compositions without any problem. However, in the present invention, SiO□:2
5-65% by weight, MgO near-25% by weight, A A 2
03: 10-45% by weight, B2O3: 0-20% by weight
A glass having the following composition is advantageously used. This is because by employing SiO□, MgO, AlzO:+ within such a range, firing and densification at 1100°C or less can be performed more effectively, and also when the proportion of B2O3 is 2.
This is because if it exceeds 0% by weight, the water resistance of the sintered body will deteriorate. In addition to these components, alkali metal oxides, alkaline earth metal oxides, ZrOz
, ZnO1PbO, etc., as necessary, to improve sinterability, Mn, Cr, Fe, C
o.
Ni、Cuや希土類金属の酸化物が着色するために、そ
れぞれ、ガラス成分として添加され得、更に結晶化促進
の核生成剤として、Ti0zがガラス成分に加えられて
も、回答差支えない。また、そのようなガラス成分の他
にも、成る程度の不純物が、ガラスの製造工程から考え
て、混入するようになる。Oxides of Ni, Cu, and rare earth metals may be added as glass components to provide color, and TiOz may also be added to the glass component as a nucleating agent to promote crystallization. In addition to such glass components, a certain amount of impurities are also mixed in, considering the glass manufacturing process.
なお、このようなコージェライト組成のガラスは、公知
の各種のガラス化手法によって調製され得るものであり
、通常、各原料成分を目的とするコージェライト系組成
を与える割合で配合してなる混合物を溶融せしめ、その
溶融物を急冷却してガラス化することによって得られ、
そしてそれが粉砕されて、用いられることとなる。また
、このようなコージェライト系組成のガラス粉末は、そ
の焼結性を高めるために、その粒径を小さくすることが
望ましく、一般に20μm以下、特に1〜10μm程度
の粒度の粉末として用いられることが望ましい。Note that such cordierite composition glass can be prepared by various known vitrification methods, and usually a mixture is prepared by blending each raw material component in a ratio that gives the desired cordierite composition. Obtained by melting, rapidly cooling the melt and vitrifying it,
It is then crushed and used. In addition, in order to improve the sinterability of such glass powder having a cordierite composition, it is desirable to reduce its particle size, and it is generally used as a powder with a particle size of 20 μm or less, particularly about 1 to 10 μm. is desirable.
また、本発明において、Ti0zは、得られる誘電体磁
器組成物の誘電率や共振周波数の温度係数を変化させる
ために添加される。このTiO□を添加することによっ
て、共振周波数の温度係数は、その添加量に応してプラ
ス側に変化する。従って、誘電体磁器組成物がコージェ
ライト系組成のみからなる場合には、その共振周波数の
温度係数は、おおよそ−80〜−40ppm/’Cとな
るのであるが、TiO7を添加することによって、その
温度係数を高めることが出来、更にはプラス側に大きく
することが出来る。また、T i O2は、誘電率が約
100と大きいところから、それの添加により、誘電体
磁器組成物の誘電率を大きくすることが出来るのである
。Further, in the present invention, TiOz is added to change the dielectric constant and temperature coefficient of resonance frequency of the obtained dielectric ceramic composition. By adding this TiO□, the temperature coefficient of the resonance frequency changes to the positive side depending on the amount added. Therefore, if the dielectric ceramic composition consists only of cordierite composition, the temperature coefficient of its resonance frequency will be approximately -80 to -40 ppm/'C, but by adding TiO7, It is possible to increase the temperature coefficient and further increase it to the positive side. Furthermore, since T i O2 has a large dielectric constant of about 100, the dielectric constant of the dielectric ceramic composition can be increased by adding it.
なお、かかるT i Oz粉末は、通常、非常に微細な
ものであるところから、コージェライト系組成のガラス
の焼結性を妨げ易く、そのために、かかるT i 02
を15重景%以上添加する場合にあっては、予め仮焼し
て、その粒径を成る程度大きくしておくことが望ましい
。例えば、そのような仮焼によって、BET比表面積が
2m2/g程度以下となるような粒子とされるのである
。In addition, since such T i Oz powder is usually very fine, it tends to interfere with the sinterability of glass having a cordierite composition, and therefore, such T i O2
When adding more than 15% by weight, it is desirable to calcinate the particles in advance to increase the particle size. For example, such calcination produces particles with a BET specific surface area of about 2 m2/g or less.
本発明は、かくの如きコージェライト系組成のガラスと
T i O2との所定割合の混合粉末を用いて、目的と
する誘電体磁器組成物を得るものであるが、またかかる
混合粉末には、必要に応じて、更に所定のフィラー粉末
を配合せしめることが可能である。そのようなフィラー
粉末としては、アルミナ、石英、ムライト フォルステ
ライト、石英ガラス等を挙げることが出来る。中でも、
アルミナ、石英、ムライト フォルステライト等の誘電
率が30以下の結晶質のものは、誘電率が小さいため、
添加しても、得られる誘電体磁器組成物の誘電率を余り
大きくすることは出来ないが、アルミナは強度を高める
ことが出来、また石英、ムライト、フォルステライトは
、熱膨張係数を調節するこ七が出来るところから、必要
に応して添加されることとなる。また、石英ガラスのよ
うな耐火性の高いガラスは、上記の誘電率が30以下の
結晶質のものと同等に扱うことが出来る。なお、このよ
うなフィラー粉末の添加量は、それらの合計量において
、混合粉末の100重量部に対して30重量部以下とな
るようにされる。そのようなフィラー粉末の配合量が多
くなると、1100″C以下の温度で充分に緻密化しな
くなるからである。The present invention uses such a mixed powder of cordierite-based glass and T i O2 in a predetermined ratio to obtain the desired dielectric ceramic composition. If necessary, it is possible to further mix a predetermined filler powder. Examples of such filler powders include alumina, quartz, mullite forsterite, and quartz glass. Among them,
Crystalline materials with a dielectric constant of 30 or less, such as alumina, quartz, mullite, and forsterite, have a small dielectric constant, so
Even if added, the permittivity of the resulting dielectric ceramic composition cannot be greatly increased, but alumina can increase the strength, and quartz, mullite, and forsterite can adjust the coefficient of thermal expansion. It will be added as needed, starting from where it can be made. Furthermore, a glass with high fire resistance such as quartz glass can be treated in the same manner as a crystalline glass having a dielectric constant of 30 or less. The amount of such filler powder to be added is such that the total amount thereof is 30 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the mixed powder. This is because, if the blending amount of such filler powder increases, sufficient densification will not occur at temperatures below 1100''C.
そして、本発明にあっては、このようにしてコージェラ
イト系組成のガラスとTie、とを所定割合において配
合せしめ、更に必要に応して所定のフィラー粉末を添加
して均一に配合して得られる混合粉末を用い、この混合
粉末がら常法に従って成形された成形体を、焼成して緻
密化せしめ、更にコージェライト系組成のガラス成分を
結晶化させて、コージェライト結晶質相を生成せしめる
ことにより、かかる生成コージェライト結晶質母相中に
TiO□粒子が分散して存在する誘電体磁器組成物を得
るのである。In the present invention, the glass having a cordierite composition and the Tie are blended in a predetermined ratio in this manner, and if necessary, a predetermined filler powder is added to uniformly blend the resulting product. Using the mixed powder, the mixed powder is molded according to a conventional method, and a molded body is fired to make it densified, and the glass component having a cordierite composition is further crystallized to generate a cordierite crystalline phase. As a result, a dielectric ceramic composition in which TiO□ particles are dispersed and present in the cordierite crystalline matrix thus produced is obtained.
なお、かかる焼成操作に際しては、1100 ’C以下
の焼成温度が採用され、その焼成によって緻密化されて
、一般に気孔率が6%程度以下の緻密な焼結体とされる
。また、かがる焼成温度の下限は800°C程度である
。更に、かがる焼結体中におけるコージェライト系組成
のガラス成分の結晶化は、焼成温度で保持することによ
り、焼成操作と同時に或いはそれに引き続いて行なうこ
とが出来る。この結晶化のための温度としては、850
°C〜1100°C程度の温度が採用される。そして、
このようなコージェライト系組成のガラス成分の結晶化
により、目的とする誘電体磁器組成物、即ちコージェラ
イト結晶質母相中にTiO□粒子が分散して存在する磁
器が得られることとなるのである。勿論、コージェライ
ト系組成のガラス成分の結晶化により生ずる主結晶はコ
ージェライトであるが、ガラスの組成によっては、更に
ムライトフォルステライト、スピネル等の結晶質が析出
する場合があり、また若干の非晶質相が残るのは避は得
ない。In this firing operation, a firing temperature of 1100'C or lower is employed, and the firing is densified, resulting in a dense sintered body with a porosity of generally 6% or lower. Further, the lower limit of the firing temperature is about 800°C. Further, the crystallization of the glass component having a cordierite composition in the sintered body can be carried out simultaneously with or subsequent to the firing operation by maintaining the glass component at the firing temperature. The temperature for this crystallization is 850
A temperature of about 1100°C is used. and,
By crystallizing the glass component having a cordierite composition, the desired dielectric porcelain composition, that is, a porcelain in which TiO□ particles are dispersed in a cordierite crystalline matrix can be obtained. be. Of course, the main crystal produced by crystallization of a glass component with a cordierite composition is cordierite, but depending on the composition of the glass, crystals such as mullite forsterite and spinel may also precipitate, and some non-woven crystals may also precipitate. It is inevitable that a crystalline phase remains.
また、本発明において、上記の如き誘電体磁器組成物を
誘電体とする配線基板を製造するに際しては、前述の如
きコージェライト系組成のガラスとTiO□との所定割
合の混合粉末を用いて、従来と同様にして行なわれるこ
ととなるが、−iに、かかる混合粉末から得られたグリ
ーンシートを用い、それに、適当な導体ペーストを用い
て所定パターンの導体路を印刷等の手法によって形成す
る一方、そのようなグリーンシートを積層して、−体化
せしめ、そしてそれらグリーンシートや導体路(導体ペ
ースト)を同時焼成することによって、目的とする配線
基板を得ることが出来る。特に、本発明にあっては、前
記混合粉末を用いたグリーンシートの焼成、更には結晶
化が1100″C以下で行なわれ得るところから、導体
として、AgAg−Pt、Ag−Pd、Ag−Pt−P
d等のAg系や、公知の各種のCu系の導体、更にはA
u、Au−Pt、Au−Pd、Au−Pt−Pd等のA
u系の導体を用いることが出来るのである。In addition, in the present invention, when manufacturing a wiring board using the above dielectric ceramic composition as a dielectric, a mixed powder of the above-mentioned cordierite composition glass and TiO□ in a predetermined ratio is used. This is carried out in the same manner as before, but in -i, a green sheet obtained from such mixed powder is used, and conductor paths in a predetermined pattern are formed on it by a method such as printing using an appropriate conductor paste. On the other hand, the intended wiring board can be obtained by laminating such green sheets, forming a negative body, and simultaneously firing the green sheets and the conductor paths (conductor paste). In particular, in the present invention, since the green sheet using the mixed powder can be fired and further crystallized at 1100"C or lower, AgAg-Pt, Ag-Pd, Ag-Pt can be used as the conductor. -P
d etc., various known Cu-based conductors, and even A
A such as u, Au-Pt, Au-Pd, Au-Pt-Pd, etc.
U-based conductors can be used.
従って、このような導通抵抗の小さなAg系やCu系や
Au系の導体は、11.00″C以下の焼成条件下では
溶融することがなく、誘電体磁器組成物と同時焼成する
ことが出来るところから、低抵抗の導体の内蔵化が可能
となるのである。Therefore, such Ag-based, Cu-based, and Au-based conductors with low conduction resistance do not melt under firing conditions of 11.00"C or less, and can be fired simultaneously with the dielectric ceramic composition. This makes it possible to incorporate a low-resistance conductor.
第1図には、このようにして得られた配線基板の断面構
造の一例が示されている。そこにおいて、2は、コージ
ェライト系組成のガラスとTie。FIG. 1 shows an example of the cross-sectional structure of the wiring board thus obtained. In this case, 2 is a glass having a cordierite composition and a tie.
との混合粉末から形成された誘電体磁器組成物からなる
誘電体であり、この誘電体2の内外に、各種の導体路、
例えばその内部に位置する内蔵導体路4、その表面に位
置する表面導体路6、更にはアース導体路8が積層形態
において設けられている。また、かかる誘電体2の内外
には、従来と同様に、抵抗10も設けられている。This is a dielectric body made of a dielectric ceramic composition formed from a mixed powder of
For example, an integrated conductor track 4 located in its interior, a surface conductor track 6 located on its surface, and also a ground conductor track 8 are provided in stacked form. Further, a resistor 10 is also provided inside and outside the dielectric 2, as in the conventional case.
このような構造の配線基板において、本発明にあっては
、誘電体2を与える材料として、1100°C以下での
焼成及び結晶化が可能な混合粉末を用いるものであると
ころから、導体路(4,6゜8)の材料として、導通抵
抗の小さな低融点導体、例えばAg系導体やCu系導体
等を用い、誘電体2と共に、同時焼成することが出来、
以て低抵抗の導体路(4,8)を内蔵した配線基板が有
利に実現され得ることとなったのである。In the wiring board having such a structure, in the present invention, a mixed powder that can be fired and crystallized at 1100°C or less is used as the material for providing the dielectric 2, so that the conductor paths ( As the material of 4,6°8), a low melting point conductor with low conduction resistance, such as an Ag-based conductor or a Cu-based conductor, can be used and co-fired together with the dielectric 2.
Thus, a wiring board incorporating low-resistance conductor paths (4, 8) can be advantageously realized.
(実施例)
以下に、本発明の実施例を示し、本発明を更に具体的に
明らかにするこきとするが、本発明が、そのような実施
例の記載によって何等の制約をも受けるものでないこと
は、言うまでもないところである。(Examples) Examples of the present invention are shown below to clarify the present invention more specifically, but the present invention is not limited in any way by the description of such examples. That goes without saying.
また、本発明には、以下の実施例の他にも、更には上記
の具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない限り
において、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正
、改良等を加え得るものであることが、理解されるべき
である。In addition to the following examples and the above-mentioned specific description, the present invention includes various changes, modifications, and changes based on the knowledge of those skilled in the art, as long as they do not depart from the spirit of the present invention. It should be understood that improvements and the like may be made.
実施例 1
下記第1表に示されるコージェライト組成を与えるよう
に、酸化マグネシウム(MgO)、石英(SiO□)、
アルミナ(Ai!、203)、硼酸(H,BO,)等の
成分原料をそれぞれ秤量し、アルミナ乳鉢により充分混
合した。次いで、この得られた混合物を、白金ルツボ中
において、1600℃の温度で溶融せしめた後、水中に
投下して急冷することにより、各種のコージェライト系
組成のガラスを得た。その後、それらガラスを、アルミ
ナポット及びアルミナボールを使用して、それぞれ湿式
粉砕した後、乾燥せしめ、以下の誘電第
表
の範囲で測定し、その結果を、下記第2表に示した。な
お、測定周波数は8〜12GHzであった。Example 1 Magnesium oxide (MgO), quartz (SiO□),
Component raw materials such as alumina (Ai!, 203) and boric acid (H, BO,) were each weighed and thoroughly mixed in an alumina mortar. Next, the obtained mixture was melted at a temperature of 1600° C. in a platinum crucible, and then poured into water to be rapidly cooled to obtain glasses having various cordierite compositions. Thereafter, the glasses were wet-pulverized using an alumina pot and an alumina ball, dried, and measured in the range shown in the dielectric table below, and the results are shown in table 2 below. Note that the measurement frequency was 8 to 12 GHz.
また、第2表中において、Qは、IOc;Hzでの値に
換算しである。Further, in Table 2, Q is converted into a value in IOc; Hz.
かかる第2表の結果から明らかなように、本発明に従う
No、 1〜27の誘電体磁器組成物にあっては、何れ
も、900〜1000°Cの温度下での焼成にて緻密化
された焼結体となり、誘電率、無負荷Q、共振周波数の
温度係数(τ、)において、改善され得ることが認めら
れる。これに対して、比較例であるNo、28及びNo
、29の誘電体磁器組成物にあっては、900〜100
0°Cの焼成温度でこのようにして得られた各種のコー
ジェライト系組成のガラス粉末とTiO□粉末とを、下
記第2表に示される重量比となるように秤量して、ポリ
エチレンボット及びアルミナボールを使用して、それぞ
れ湿式混合せしめた。次いで、この得られた混合物を、
それぞれ乾燥した後、バインダとしてPVAを加え、よ
く混合して、40メツシユの篩を通すことにより、造粒
した。このようにして調製して得られた各種粉体を、そ
れぞれ、プレス成形機を使い、面圧: 1 ton 7
cm2にて、20++。As is clear from the results in Table 2, all dielectric ceramic compositions No. 1 to 27 according to the present invention were densified by firing at a temperature of 900 to 1000°C. It is recognized that the dielectric constant, no-load Q, and temperature coefficient (τ) of the resonant frequency can be improved. On the other hand, comparative examples No. 28 and No.
, 29, 900 to 100
The various cordierite-based composition glass powders and TiO□ powder obtained in this way at a firing temperature of 0°C were weighed so as to have the weight ratio shown in Table 2 below, and polyethylene bottles and Each was wet mixed using an alumina ball. This obtained mixture was then
After drying, PVA was added as a binder, mixed well, and granulated by passing through a 40-mesh sieve. Each of the various powders prepared in this way was molded using a press molding machine under a surface pressure of 1 ton 7.
In cm2, 20++.
φX12+11111tのサイズの円板状のサンプルを
成形した。次いで、このようにして成形した各サンプル
を、空気中において、900〜1000°Cの温度で、
30分間焼成した。更に、この焼成して得られた各サン
プルを、研磨によって、16mmφ×8圓5の大きさに
整えた。A disk-shaped sample with a size of φX12+11111t was molded. Next, each sample molded in this way was heated in air at a temperature of 900 to 1000°C.
It was baked for 30 minutes. Furthermore, each sample obtained by firing was polished to a size of 16 mmφ×8 circles 5.
かくして得られた各種のサンプルについて、その誘電率
と無負荷Qを、公知の平行導体板型誘電体共振器法によ
ってそれぞれ測定し、またその共振周波数の温度係数(
τ、)を−25°C〜75°C実施例 2
実施例1における第2表の誘電体磁器N027の配合組
成の混合粉末を用い、これと、アクリル系有機バインダ
、可塑剤、トルエン及びアルコール系溶剤とを、アルミ
ナポット及びアルミナボールを用いてよく混合し、スラ
リーとした後、このスラリーから、ドクターブレード法
によって0.1+11111〜1.0M厚みのグリーン
テープを作製した。The permittivity and unloaded Q of the various samples obtained in this way were measured by the well-known parallel conductor plate type dielectric resonator method, and the temperature coefficient of the resonant frequency (
τ,) at -25°C to 75°C Example 2 A mixed powder having the composition of dielectric porcelain N027 in Table 2 in Example 1 was used, along with an acrylic organic binder, a plasticizer, toluene, and alcohol. A green tape having a thickness of 0.1+11111 to 1.0M was produced from this slurry by a doctor blade method.
一方、Ag系粉末、アクリル系有機バインダ及びテルピ
ネオール系有機溶剤を、三本ローラを用いた混線機によ
りよく混練せしめ、印刷用の導体ペーストを調製した。On the other hand, Ag-based powder, acrylic-based organic binder, and terpineol-based organic solvent were thoroughly kneaded using a mixer using three rollers to prepare a conductive paste for printing.
なお、抵抗ペーストとしては、市販の厚膜回路用のもの
を準備した。Note that a commercially available resistor paste for thick film circuits was prepared.
次いで、これらのペーストを用いて、前記グリーンテー
プ上に導体配線パターンやアース層及び抵抗を印刷した
。また、コンデンサのパターンや分布定数回路での原理
に従い、ストリップライン型やリング型の共振回路やイ
ンダクタンスになるように導体パターンを印刷した。そ
して、これらの導体パターンが印刷されたグリーンテー
プを、所定の順番で重ねた後、100°Cの温度で10
0kg / cm ”の圧力を加えて、積層一体化せし
めた。Next, a conductor wiring pattern, a ground layer, and a resistor were printed on the green tape using these pastes. In addition, following the principles of capacitor patterns and distributed constant circuits, conductor patterns were printed to create stripline and ring-type resonant circuits and inductances. Then, after stacking the green tapes with these conductor patterns printed on them in a predetermined order, they were heated at a temperature of 100°C for 10 minutes.
A pressure of 0 kg/cm was applied to integrate the layers.
なお、各導体層の接続は、グリーンテープにパンチング
等により形成したスルーホールに導体ペーストを充填し
て、実現した。その後、かかる積層一体化物を500°
Cの温度で脱バインダした後、900°C×30分間の
条件で焼成し、同時にコージェライト系組成のガラス成
分の結晶化を行ない、第1図に示される如き構造の配線
基板を得た。Note that connection between each conductor layer was achieved by filling conductor paste into through holes formed in the green tape by punching or the like. After that, such a laminated body is heated at 50°.
After removing the binder at a temperature of C, it was fired at 900° C. for 30 minutes, and at the same time, the glass component having a cordierite composition was crystallized to obtain a wiring board having a structure as shown in FIG.
なお、このようにして得られた配線基板の表面の導体パ
ターンは、パターン精度、接着強度、耐ハンダ性を考慮
して、基板の焼成後、新たに表面パターン用の導体ペー
ストを印刷し、焼成することにより、形成した。この場
合、表面用の導体ペーストには、市販の厚膜回路用のA
g/Pt系やAg/Pd系を使用し、また市販のCuペ
ーストも使用した。The conductor pattern on the surface of the wiring board obtained in this way is made by printing a new conductor paste for the surface pattern after baking the board, taking into account pattern accuracy, adhesive strength, and solder resistance. It was formed by In this case, the conductor paste for the surface is a commercially available A for thick film circuits.
A g/Pt system or an Ag/Pd system was used, and a commercially available Cu paste was also used.
かくして、共振回路やコンデンサが基板の内部に内蔵さ
れたMIC回路用の配線基板が得られ、しかもそのよう
な基板においては、導体(Ag系)の抵抗が小さいため
に、損失の小さな共振回路、コンデンサ若しくはインダ
クタンスや伝送損失の小さな伝送線路が得られることと
なり、これによって、高周波特性の極めて優れた多層M
IC基板を実現することが出来た。In this way, it is possible to obtain a wiring board for an MIC circuit in which a resonant circuit and a capacitor are built inside the board.Moreover, in such a board, since the resistance of the conductor (Ag type) is low, a resonant circuit with low loss, A transmission line with small capacitors, inductance, and transmission loss can be obtained, and this allows multilayer M with extremely excellent high frequency characteristics.
We were able to create an IC board.
(発明の効果)
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、誘電
率が大きく、しかも温度係数が小さい、導通抵抗の小さ
な導体を内蔵することが可能な誘電体磁器組成物を得る
ことが出来、またそのような誘電体磁器組成物を主とし
て構成するコージェライト系組成のセラミックは、マイ
クロ波誘電特性が優れているところから、優れた性能の
MIC配線基板を実現することが出来るのである。(Effects of the Invention) As is clear from the above description, the present invention provides a dielectric ceramic composition that has a large dielectric constant, a small temperature coefficient, and is capable of incorporating a conductor with a small conduction resistance. Furthermore, since the cordierite-based ceramic that mainly constitutes such a dielectric ceramic composition has excellent microwave dielectric properties, it is possible to realize a MIC wiring board with excellent performance. be.
第1図は、本発明に従う配線基板の断面構造の一例を示
す断面図である。
2:誘電体 4:内部導体路
6:表面導体路 8:アース導体路1o:m抗
Wi1図FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the cross-sectional structure of a wiring board according to the present invention. 2: Dielectric 4: Internal conductor path 6: Surface conductor path 8: Earth conductor path 1o:m anti-Wi1 diagram
Claims (7)
混合粉末を焼成してなり、生成したコージェライト結晶
質母相中に前記TiO_2粒子が分散して存在する誘電
体磁器組成物にして、 前記ガラスとTiO_2とが、下式: 70≦χ<100 0<y≦30 χ+y=100 (但し、χ:ガラスの重量% y:TiO_2の重量%) を満足する割合において、用いられていることを特徴と
する誘電体磁器組成物。(1) A dielectric ceramic composition obtained by firing a mixed powder of cordierite-based glass and TiO_2, in which the TiO_2 particles are dispersed in the cordierite crystalline matrix produced, and the glass and TiO_2 are used in a ratio that satisfies the following formula: 70≦χ<100 0<y≦30 χ+y=100 (where χ: weight % of glass y: weight % of TiO_2) dielectric ceramic composition.
30以下のフィラー粉末が、合計量で30重量部を越え
ない割合において、更に配合せしめられていることを特
徴とする請求項(1)記載の誘電体磁器組成物。(2) A filler powder having a dielectric constant of 30 or less is further added to 100 parts by weight of the mixed powder in a total amount not exceeding 30 parts by weight. 1) The dielectric ceramic composition described above.
、下式: 70≦χ<100 0<y≦30 χ+y=100 (但し、χ:ガラスの重量% y:TiO_2の重量%) を満足する割合において均一に配合して得られる混合粉
末を用い、この混合粉末から成形された成形体を、11
00℃以下の温度で焼成し、緻密化すると共に、前記ガ
ラスを結晶化して、コージェライト結晶質相を生成せし
めることを特徴とする誘電体磁器組成物の製造法。(3) The ratio of cordierite-based composition glass and TiO_2 that satisfies the following formula: 70≦χ<100 0<y≦30 χ+y=100 (where χ: weight% of glass y: weight% of TiO_2) Using a mixed powder obtained by uniformly blending the mixed powder, a molded body formed from this mixed powder was
1. A method for producing a dielectric ceramic composition, which comprises firing at a temperature of 00° C. or lower to densify the glass and crystallize the glass to produce a cordierite crystalline phase.
30以下のフィラー粉末が、合計量で30重量部を越え
ない割合において、更に配合せしめられている請求項(
3)記載の誘電体磁器組成物の製造法。(4) A filler powder having a dielectric constant of 30 or less is further blended in a proportion not exceeding 30 parts by weight in total with respect to 100 parts by weight of the mixed powder (
3) Method for producing the dielectric ceramic composition described above.
つの導体路とを有する配線基板において、該誘電体を、
コージェライト系組成のガラスの割合をχ重量%、Ti
O_2の割合をy重量%としたとき、それら二成分が、
下式: 50≦χ<100 0<y≦30 χ+y=100 を満足するような割合にて配合せしめられてなる混合粉
末を焼成することにより形成され、且つ生成したコージ
ェライト結晶質母相中に前記TiO_2粒子が分散して
存在せしめられてなる磁器にて構成したことを特徴とす
る配線基板。(5) In a wiring board having a dielectric and at least one conductor path provided in the dielectric, the dielectric is
The proportion of glass with cordierite composition is χwt%, Ti
When the proportion of O_2 is y% by weight, these two components are
The following formula: 50≦χ<100 0<y≦30 χ+y=100 Formed by firing a mixed powder that satisfies the following, and in the cordierite crystalline matrix produced. A wiring board characterized in that it is made of porcelain in which the TiO_2 particles are dispersed.
30以下のフィラー粉末が、合計量で30重量部を越え
ない割合において、更に配合せしめられている請求項(
5)記載の配線基板。(6) A filler powder having a dielectric constant of 30 or less is further blended in a proportion not exceeding 30 parts by weight in total with respect to 100 parts by weight of the mixed powder (
5) The wiring board described.
はAu系導体にて形成されている請求項(5)または(
6)記載の配線基板。(7) Claim (5) or (7) wherein the conductor path is formed of an Ag-based conductor, a Cu-based conductor, or an Au-based conductor.
6) The wiring board described.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2196529A JP2778815B2 (en) | 1990-07-25 | 1990-07-25 | Dielectric porcelain composition, method for producing the same, and wiring board using the same |
| US07/733,633 US5262595A (en) | 1990-07-25 | 1991-07-22 | Dielectric ceramic body including TiO2 dispersion in crystallized cordierite matrix phase, method of producing the same, and circuit board using the same |
| EP91306826A EP0474354B1 (en) | 1990-07-25 | 1991-07-25 | Dielectric ceramic body, method of producing the same and circuit board using the same |
| DE69120615T DE69120615T2 (en) | 1990-07-25 | 1991-07-25 | Dielectric ceramic body, method for its production and circuit board using it |
| US08/361,710 US5556585A (en) | 1990-07-25 | 1994-12-22 | Dielectric ceramic body including TIO2 dispersion in crystallized cordierite matrix phase, method of producing the same, and circuit board using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2196529A JP2778815B2 (en) | 1990-07-25 | 1990-07-25 | Dielectric porcelain composition, method for producing the same, and wiring board using the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0483737A true JPH0483737A (en) | 1992-03-17 |
| JP2778815B2 JP2778815B2 (en) | 1998-07-23 |
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ID=16359258
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN114835480A (en) * | 2022-05-09 | 2022-08-02 | 成都理工大学 | Cordierite microwave dielectric material with ultralow dielectric constant and near-zero resonant frequency temperature coefficient and preparation method thereof |
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1990
- 1990-07-25 JP JP2196529A patent/JP2778815B2/en not_active Expired - Lifetime
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