JP6728859B2 - セラミック基板およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、モータ等の各種産業機器、エンジンコントロールユニット等の車載機器、あるいは冷蔵庫、エアコン、テレビ等の家電機器、携帯電話やスマートフォン等の移動体通信機器等、各種電子機器に用いられる配線基板や、高周波フィルタ、高周波アンテナ等の高周波部品に好適なセラミック基板およびその製造方法に関する。

近年、半導体ＬＳＩ、チップ部品等は小型低背化、端子間の狭ピッチ化が進んでおり、これらを実装するセラミック基板も、小型低背化、高精度化等が求められている。従来、セラミック基板を構成する誘電体セラミックスとして、専らアルミナが用いられてきた。アルミナは焼成温度が１３００〜１６００℃と高いため、セラミック基板の伝送線路等の配線に用いる電極材料にはＷ、Ｍｏ等の高融点金属が用いられている。しかし、Ｗ、Ｍｏ等は電気抵抗率や高周波領域の損失が大きく、低抵抗配線が必要な部品や高周波用部品では使用することができなかった。そこで、低抵抗金属であるＣｕ、Ａｇ、Ａｕ等を電極材料に使用し、融点が低いＣｕ、Ａｇ、Ａｕ等に合わせて８００〜１０００℃程度の低温で前記電極材料と同時に焼結できる誘電体セラミックス（低温焼成セラミックス；Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏ−ｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃｓ）が用いられるようになってきている。

一方で、セラミック基板にインダクタやキャパシタ等の受動素子や伝送線路を前記電極材料で構成してセラミック基板に内蔵し、部品を小型化することが行われる。キャパシタを内蔵する場合には誘電体セラミックスの比誘電率が大きいほうが形成できる容量も相対的に大きく出来るが、一方で、伝送線路における高周波信号の伝播遅延を生じ、また線路間で生じる浮遊容量によってクロストークが大きくなり易い。そこで、特許文献１には低誘電率のセラミック層となるグリーンシートと高誘電のセラミック層となるグリーンシートを積層し、同時焼成して、伝送線路は低誘電率のセラミック層に、キャパシタを高誘電率のセラミック層に形成することが提案されている。また、比誘電率の異なるセラミック層を複合するセラミック基板に、低温焼成セラミックスを用いることが特許文献２に開示されている（以下、この様なセラミック基板を複合セラミック基板と呼ぶ場合がある）。

例えば、特許文献１では、高誘電率のセラミック層にはＬａ_２Ｏ_３・２ＴｉＯ_２を主組成とする誘電体セラミックスを用い、低誘電率のセラミック層にはＡｌ_２Ｏ_３を主組成とする誘電体セラミックスが用いられる。また特許文献２では、高誘電率のセラミック層にはＰｂ系ペロブスカイト系の誘電体セラミックスを用い、低誘電率のセラミック層にはＢａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系の誘電体セラミックスが用いられる。この様に複合セラミック基板には、専ら比誘電率に応じて組成が大きく異なる誘電体セラミックスが用いられてきた。

組成が大きく異なる誘電体セラミックス同士を共焼成する場合に、それらをデラミネーションやクラックが無く、かつ強固に接合させるには、焼成収縮挙動や熱膨張係数を近づけることが必要であり、また誘電体セラミックスの接合界面で、組成分の相互拡散による比誘電率等の誘電特性の変動を抑える事等を考慮する必要がある。

特許文献３には、比誘電率が異なる誘電体セラミックスからなる第１絶縁層と第２絶縁層とで、それらに共通する共通の結晶相を存在させるとともに、共通の結晶相を（Ｍｇ，Ｔｉ）_２（ＢＯ_３）Ｏとすることで、比誘電率が異なる誘電体セラミックス間での焼成収縮挙動を近似させて、複合セラミック基板において、クラックやデラミネーション、反りを抑制することが記載されている。

特開昭５９−１９４４９３号公報 特開平１−３１２８９６号公報 特開２００１−２８４８１８号公報 ＷＯ２０１０／１１０２０１号公報

しかしながら、特許文献３では共通の結晶相（Ｍｇ，Ｔｉ）_２（ＢＯ_３）Ｏを生成するのに、各絶縁層（セラミック層）を構成する成分としてＢ_２Ｏ_３を含有する。Ｂ_２Ｏ_３はその組成量に応じて誘電体セラミックスの焼成温度を低下させ、結晶相（Ｍｇ，Ｔｉ）_２（ＢＯ_３）Ｏの生成量も増加する。結晶相（Ｍｇ，Ｔｉ）_２（ＢＯ_３）Ｏが増加すれば、比誘電率が異なる誘電体セラミックスからなる第１セラミック層と第２セラミック層の接合は強固なものとなるが、Ｑ値が低下してしまうという問題があった。

また、Ｂ（ホウ素）は、焼成炉材に損傷をあたえたり、前記無機組成物をセラミックスシートとする製造工程で水、アルコールに溶解し、乾燥時に偏析したりするなど、製造工程上の不具合を生じさせる場合がある。また誘電体セラミックスのＱ値を下げる場合があるため、Ｂを使用しないか、使用しても少なく抑えることが必要となる。

一方、特許文献４には、各セラミック層が共通の結晶相としてＡＡｌ_２Ｓｉ_２Ｏ_８相（ＡはＣａ，Ｓｒのうち少なくとも一種からなる元素）を有するものが開示されているが、焼結性等を向上させるためＢ_２Ｏ_３を含有しており、前述のような問題が生じて、改善の余地があった。

そこで、本発明の目的は、比誘電率の異なるセラミック層を複合するセラミック基板において、クラックやデラミネーションを抑制して、比誘電率の異なるセラミック層間で強固な接合が得られるとともに、Ｂの使用量を少なく抑えることが出来るセラミック基板とその製造方法を提供することにある。

本発明者は、前記課題を解決すべく鋭意検討した結果、比誘電率が異なる誘電体セラミックスを用いたセラミック層で構成されるセラミック基板において、コーディエライトを低誘電率となる層に使用しつつ、共通の結晶相としてＳｒアノーサイトを生成させることにより上記目的を達成し得ることを見出し本発明に至った。

すなわち本発明は、Ａｌ_２Ｏ_３又はＡｌ_２Ｏ_３よりも大きな比誘電率の酸化物誘電体と、Ｓｒアノーサイトを含む第１セラミック層と、Ｓｒアノーサイトとコーディエライトとを含み、前記第１セラミック層よりも比誘電率が小さい第２セラミック層とを備えたセラミック基板であることを特徴とする。詳細は後述するが本発明では、第１セラミック層と第２セラミック層とはＳｒアノーサイトを共通の結晶相とするので、Ｂの使用を少なく抑えることが出来、全く使用しないことも可能となる。さらに、本発明では、Ｓｒアノーサイトの共通相を有するので、各層の焼成時の収縮挙動を近づけることができて、層間の接合界面でクラックやデラミネーションの発生が抑制され、強固に接合したセラミック基板を得ることが出来る。

Ｓｒアノーサイト（典型的には、ＳｒＡｌ_２Ｓｉ_２Ｏ_８）はそれ自体で大きなＱ値を発現させ、１０ＴＨｚを超えるｆＱ積（ｆは共振周波数、ｆＱ値とも呼ばれる）が得られるとともに、比誘電率は６．５程度と低い。したがって、比誘電率の低い第２セラミック層を、Ｓｒアノーサイトを主相として構成することが出来る。そして比誘電率の高い第１セラミック層を、Ａｌ_２Ｏ_３又はＡｌ_２Ｏ_３よりも大きな比誘電率の酸化物誘電体と、Ｓｒアノーサイトを含む構成とすることで、異なる比誘電率となるように構成された第１セラミック層と第２セラミック層との接合界面で、クラックやデラミネーションが抑制され、強固に接合したセラミック基板を得ることが出来る。また第１セラミック層において、Ｓｒアノーサイトよりも大きな比誘電率を有するＡｌ_２Ｏ_３や更に比誘電率の大きな酸化物誘電体等を主相に選択することで、第１セラミック層の比誘電率の調整は容易である。また、一般的に比誘電率が大きいほどＱ値が低くなるが、結晶相としてＳｒアノーサイトを含むことでｆＱ積の劣化を低減することが出来る。

コーディエライト（典型的には、２ＭｇＯ・２Ａｌ_２Ｏ_３・５ＳｉＯ_２）の比誘電率は５程度であって、コーディエライトを含むことで第２セラミック層の比誘電率を低下させることが出来る。

本発明のセラミック基板において、前記第１セラミック層の熱膨張係数と前記第２セラミック層の熱膨張係数との差の絶対値が１×１０^−６／℃以下であるのが好ましい。セラミック基板に半導体やチップ部品を実装する場合に、リフローはんだ付け等で急激な熱変化が与えられるが、層間の熱膨張係数の差を抑えることで、第１セラミック層と第２セラミック層との接合界面に熱膨張差に伴う応力が生じても剥離やクラックが生じるのを抑制することが出来る。

本発明では第１セラミック層や第２セラミック層にＢを用いる場合には、Ｂ_２Ｏ_３換算で０．５質量％以下であることが好ましい。Ｂの使用を少なく抑えることによって、焼成炉材に損傷をあたえたり、前記無機組成物をセラミックスシートとする製造工程で水、アルコールに溶解し、乾燥時に偏析したりするなど、製造工程上の不具合を防止できる。

本発明のセラミック基板においては、前記第１セラミック層の比誘電率が７以上であり、第２セラミック層の比誘電率が６．５以下であるのが好ましい。第１セラミック層と第２セラミック層とはともにＳｒアノーサイトを含む。第１セラミック層ではＳｒアノーサイトよりも比誘電率が高い酸化物誘電体を含み、第２セラミック層ではＳｒアノーサイトよりも比誘電率が低いコーディエライトを含む。第１セラミック層と第２セラミック層に共通のＳｒアノーサイトの比誘電率は約６．５であるので、更に第１セラミック層では相対的に比誘電率が高い酸化物誘電体を含み、第２セラミック層では比誘電率が低い酸化物誘電体を他の結晶相として含むことで、第１セラミック層の比誘電率よりも第２セラミック層の比誘電率を相対的に低く構成することが出来る。Ｓｒアノーサイトとともに比誘電率を決める酸化物誘電体の選択や含有させる量に応じて比誘電率を調整することは可能だが、多くなると焼結性が劣化することから、第１セラミック層の比誘電率は３０以下、好ましくは２５以下で調整し、第２セラミック層の比誘電率は５．２以上、好ましくは５．５以上で調整するのが好ましい。

前記第１セラミック層は、Ａｌ_２Ｏ_３又はＡｌ_２Ｏ_３よりも大きな比誘電率の酸化物誘電体を主相とし、前記第２セラミック層は、Ｓｒアノーサイトを主相とすることが好ましい。これにより、第１セラミック層と第２セラミック層との接合界面で強固な接合を得つつ、層間の比誘電率の差を大きく構成することができる。前記第１セラミック層は、Ａｌ_２Ｏ_３換算で４０〜５０質量％のＡｌ、ＳｉＯ_２換算で３０〜４０質量％のＳｉ、ＳｒＣＯ_３換算で１０〜２０質量％のＳｒを含有することが好ましい。これにより、後述の製造方法によって結晶相にＳｒアノーサイトとＡｌ_２Ｏ_３を有するセラミック層とすることが出来る。また、Ａｌ_２Ｏ_３の組成比率をＳｒアノーサイトの化学量論組成（Ａｌ_２Ｏ_３ ３１．３０質量％、ＳｉＯ_２ ３６．８９質量％、ＳｒＯ ３１．８１質量％）よりも増やすことで比誘電率をコントロールすることが出来る。

本発明のセラミック基板の製造方法は、少なくともＳｒアノーサイトを生成するガラスと、Ａｌ_２Ｏ_３又はＡｌ_２Ｏ_３よりも大きな比誘電率の酸化物誘電体の混合粉を含む第１絶縁物の層と、少なくともＳｒアノーサイトを生成するガラスと、コーディエライトの混合粉を含む第２絶縁物の層とを重ねて積層体を得る工程と、前記積層体を焼成してＳｒアノーサイトを生成する工程を含むセラミック基板の製造方法であることを特徴とする。これにより、クラックやデラミネーションを抑制して、比誘電率の異なるセラミック層間で強固な接合が得られるとともに、Ｓｒアノーサイトを生成するガラスが焼結助剤として機能するので焼結性が向上して、Ｂを使用しても少なく抑えることが出来るセラミック基板を製造することができる。

つまり、本発明のセラミック基板の製造方法においては、前述のように、焼成において第１セラミック層と第２セラミック層に共通の結晶相であるＳｒアノーサイトを生成させる。そのため、第１セラミック層と第２セラミック層の焼成収縮挙動や焼成開始温度を近似させ、また熱膨張係数の差も小さく構成するのが容易である。得られるセラミック基板の第１セラミック層と第２セラミック層の接合界面はデラミネーションやクラックの発生が抑えられ、強固な接合を得ることが出来る。コーディエライトは比誘電率が約４．８であるので、その量に応じて第２セラミック層の比誘電率を下げることができる。コーディエライトは、第２絶縁物にコーディエライトの状態で混合するのが好ましい。

本発明のセラミック基板の製造方法においては、前記第１絶縁物は、Ａｌ，Ｓｉ，及びＳｒの酸化物又は炭酸塩の混合物を仮焼した仮焼物、又は前記仮焼物とＡｌ_２Ｏ_３よりも大きな比誘電率の酸化物誘電体とを混合した混合仮焼物であり、前記第２絶縁物は、Ａｌ，Ｓｉ，及びＳｒの酸化物又は炭酸塩の混合物を仮焼した仮焼物とコーディエライト粉とを混合した混合仮焼物であるのが好ましい。

本発明のセラミック基板の製造方法によれば、得られるセラミック基板を、本発明のセラミック基板とすることが出来る。本発明の方法により得られるセラミック基板は、各セラミック層がＳｒアノーサイトを共通相として有するため、各層の接合界面はデラミネーションやクラックの発生が抑えられ、強固な接合を得ることが出来る。

前記第１絶縁物や第２絶縁物には、誘電特性を劣化させない範囲で誘電体セラミックスの低温焼成を助けるＢｉ_２Ｏ_３や、ＣｕＯ、あるいはＭｎ_３Ｏ_４等の焼結助剤を含んでいても良い。また当然に不可避不純物も含み得る。

本発明のセラミック基板の一実施形態を示す断面図である。 本発明の実施例１に係るセラミック基板の断面観察写真である。

本発明のセラミック基板とその製造方法について、図面を参照しながら以下に説明する。ただし、図の一部又は全部において、説明に不要な部分は省略し、また説明を容易にするために拡大または縮小等して図示した部分がある。上下等の位置関係を示す用語は、単に説明を容易にするために用いられており、本発明の構成を限定する意図は一切ない。

以下、本発明のセラミック基板を説明する。図１に示す通り、本発明のセラミック基板は、第１セラミック層１と第２セラミック層２とを備えたセラミック基板であり、各セラミック層は、それぞれ複数層設けられていてもよい。第１セラミック層１と第２セラミック層２とは異なる比誘電率となるように構成されている。また、各セラミック層には、通常、配線パターン３が設けられており、必要に応じて、層間を電気的に接続するビアが設けられる。図示した例では、高い比誘電率である第１セラミック層１の両面に電極となる配線パターン３が設けられ、これによりコンデンサＣが構成されている。また、第２セラミック層２間には接続線路やインダクタＬ等を構成する配線パターンが設けられている。本発明のセラミック基板は、第１セラミック層１と第２セラミック層２とが、Ｓｒアノーサイトを共通相として有する。また、セラミック基板は、比誘電率の異なるセラミック層を積層しており、第１セラミック層１は比誘電率の高いセラミック層であり、第２セラミック層２は比誘電率の低いセラミック層である。なお、各セラミック層の積層順や層数は、セラミック基板の用途に応じて、基板に構成される回路や、要求される機械的強度等の物性等を考慮して、適宜設計することができる。

焼成により第１セラミック層を構成する第１絶縁物は、少なくともＳｒアノーサイトを生成するガラスと、Ａｌ_２Ｏ_３又はＡｌ_２Ｏ_３よりも大きな比誘電率の酸化物誘電体の混合粉を含む。なお、Ａｌ_２Ｏ_３よりも大きな比誘電率の酸化物誘電体の素原料としては、後述のような焼成後に、Ｍｇ_２ＳｉＯ_４，ＺｒＯ_２，ＢａＴｉＯ_３，ＴｉＯ_２等を形成するものであれば、特に制限されず酸化物や炭酸塩等を用いることができ、Ｓｒアノーサイトを生成するガラスとなる素原料と同時に添加することができる。なおＴｉＯ_２は誘電体セラミックスの共振周波数の温度特性τｆを調整するのにも用いることができる。

ここで、本明細書中におけるＳｒアノーサイトとは、典型的には、ＳｒＡｌ_２Ｓｉ_２Ｏ_８の組成で表されるものであり、Ｓｒ原子が一部他の原子で置換されたものも含まれ、例えば、後述するようなＸ線回折測定（ＸＲＤ）で、ＳｒＡｌ_２Ｓｉ_２Ｏ_８相のＸ線回折ピークにより確認できる。

Ｓｒアノーサイトを生成するガラスは、Ａｌ，Ｓｉ，及びＳｒ等の酸化物や炭酸塩等を素原料とし、後述する仮焼によって、得ることができる。素原料は、炭酸塩を用いても仮焼によってＣＯ_２を分離する（脱炭）ため、酸化物や炭酸塩の区別は特に限定されない。なお、原料由来の不純物（不可避不純物）を含むことができる。

Ａｌ，Ｓｉ，及びＳｒのそれぞれの含有量は、焼成でＳｒＡｌ_２Ｓｉ_２Ｏ_８を生成し、焼結密度を十分としつつ、１０００℃以下の低温焼結を可能とする観点から、その総量１００質量％中に、Ａｌ_２Ｏ_３換算で４０〜５０質量％、ＳｉＯ_２換算で３０〜４０質量％、ＳｒＣＯ_３換算で１０〜２０質量％を含有することが好ましい。第１セラミック層は第１絶縁物において、素原料のＡｌ_２Ｏ_３をＳｒＡｌ_２Ｓｉ_２Ｏ_８の化学量論組成（Ａｌ_２Ｏ_３ ３１．３０質量％、ＳｉＯ_２ ３６．８９質量％、ＳｒＯ ３１．８１質量％）よりも多く含むようにした組成設計とすれば、第１セラミック層は、Ａｌ_２Ｏ_３とＳｒＡｌ_２Ｓｉ_２Ｏ_８を含むものとすることが出来る。また、Ｔｉが含有されている場合、Ｔｉの含有量は、温度特性τｆの観点から、その総量１００質量％中に、ＴｉＯ_２換算で０〜１０質量％とするのが好ましい。

前記主成分以外にも、副成分として例えばＢｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｕ、Ｍｎ等を含有していても良い。

ガラスの軟化点を低くし、より低温での焼結を可能とするため、Ｂｉ、Ｎａ、Ｋの群のうちの少なくとも１種を、主成分１００質量％に対して、Ｂｉ_２Ｏ_３換算で１０質量％以下、Ｎａ_２Ｏ換算で５質量％以下、Ｋ_２Ｏ換算で５質量％以下含有しても良い。

またＣｕ及びＭｎは、Ｓｒアノーサイトの結晶析出温度を低温化させるために添加することが好ましい。そのため、前記副成分として、Ｃｕ又はＭｎのうちの少なくとも１種を、主成分１００質量％に対して、ＣｕＯ換算で５質量％以下、ＭｎＯ_２換算で５質量％以下含有しても良い。

なお本発明における低温焼結化材の素原料には、従来のＬＴＣＣ基板に用いられることがあるＢ_２Ｏ_３をなるべく含まないようにするため、その総量１００質量％中に、Ｂ_２Ｏ_３換算で０．５質量％以下であることが好ましく、Ｂ_２Ｏ_３換算で０．１質量％以下であることがより好ましい。Ｂ_２Ｏ_３は、製造工程中で水、アルコールに溶解し、乾燥時に偏析したり、焼結時に電極材料と反応したり、使用する有機バインダと反応してバインダの性能を劣化させる等の問題があるが、上記のようなＢ含有量の範囲とすることで、製造工程上の不具合を防止できる。

低温焼結化材の各素原料は酸化物や炭酸塩等として供せられ、前記の主成分及び副成分の範囲にて任意に組み合わせることができる。

本発明における第１絶縁物は、各素原料を秤量した後、混合したものを乾燥させて得られた粉末を仮焼して得るのが好ましい。混合方法としては、公知の混合方法を用いることができ、均一性の観点から、例えば、ジルコニアボールが入ったボールミルに前記素原料とイオン交換水を投入して１０〜３０時間湿式混合してスラリーとすることが好ましい。

前記スラリーに、バインダとしてポリビニルアルコール（ＰＶＡ）のような水溶系の有機バインダを投入し、その後、公知の乾燥方法を用いることができるが、例えば、スプレードライヤで噴霧乾燥して、直径が５０〜１００μｍ程度の素原料が混合した顆粒を得ることができる。

乾燥して得られた素原料の顆粒を仮焼して第１絶縁物とすることができる。前記仮焼は、公知の焼成方法を用いることができるが、例えば、焼成炉で、大気中、８５０℃以下、１〜３時間保持して、ＳｉＯ_２の一部がガラス化する条件で行なうのが好ましい。仮焼温度としては、７５０〜８５０℃で焼成することがより好ましい。得られた仮焼物を粉砕して粉砕粉を得る。焼成時に第１セラミック層の組織を緻密化するとともに誘電特性を向上できるとの観点から、ＢＥＴ比表面積が１０〜２０ｍ^２／ｇとした粉砕粉とするのが好ましい。このようにして仮焼を経て得られる第１絶縁物はＡｌ_２Ｏ_３が主相となる。Ａｌ_２Ｏ_３よりも大きな比誘電率の酸化物、例えばＭｇ_２ＳｉＯ_４，ＺｒＯ_２，ＢａＴｉＯ_３，ＴｉＯ_２等を含む場合には、それ等の組成量が多くなれば主相となる場合もある。前記第１絶縁物は、Ａｌ，Ｓｉ，及びＳｒの酸化物又は炭酸塩の混合物を仮焼した仮焼物とすることもできるし、前記仮焼物とＡｌ_２Ｏ_３よりも大きな比誘電率の酸化物誘電体とを混合した混合仮焼物とすることもできる。

後述のような方法で第１絶縁物を焼成（焼結）して得られた第１セラミック層は、Ａｌ_２Ｏ_３又はＡｌ_２Ｏ_３よりも大きな比誘電率の酸化物誘電体と、Ｓｒアノーサイトを含む。また、Ａｌ_２Ｏ_３よりも大きな比誘電率の酸化物誘電体は、酸化物で構成されていることが好ましく、Ｍｇ_２ＳｉＯ_４，ＺｒＯ_２，ＢａＴｉＯ_３，ＴｉＯ_２等が上げられる。

第１セラミック層は、Ａｌ_２Ｏ_３換算で４０〜５０質量％のＡｌ、ＳｉＯ_２換算で３０〜４０質量％のＳｉ、ＳｒＣＯ_３換算で１０〜２０質量％のＳｒを含有することが好ましい。ＳｒＡｌ_２Ｓｉ_２Ｏ_８の化学量論組成（Ａｌ_２Ｏ_３ ３１．３０質量％、ＳｉＯ_２ ３６．８９質量％、ＳｒＯ ３１．８１質量％）よりも、Ａｌ_２Ｏ_３の含有量が多いため、結晶相をＡｌ_２Ｏ_３とＳｒＡｌ_２Ｓｉ_２Ｏ_８を含むものとすることができ、比誘電率を高くしつつも、接合界面の接合を強固にすることができる。なお、前記第１セラミック層は、ＢがＢ_２Ｏ_３換算で０．５質量％以下であることが好ましい。

第１セラミック層は、デラミネーションやクラックを防止する観点から、熱膨張係数が、４×１０^−６〜８×１０^−６／℃であることが好ましい。

前記第１セラミック層は、比誘電率を高める観点から、Ａｌ_２Ｏ_３又はＡｌ_２Ｏ_３よりも大きな比誘電率の酸化物誘電体を主相とすることが好ましい。特にＡｌ_２Ｏ_３はそれ自体が大きな強度を有するため、基板の抗折強度が向上し、より好ましい。

次に焼成により第２セラミック層を構成する第２絶縁物について説明する。第２セラミック層を構成する第２絶縁物は、少なくともＳｒアノーサイトを生成するガラスとコーディエライトの混合粉を含む。Ｓｒアノーサイトを生成するガラスは、第１絶縁物と同様に、Ａｌ，Ｓｉ，及びＳｒ等の酸化物や炭酸塩等を素原料とし、仮焼によって、得ることができる。以降、第１絶縁物と同様な点については適宜説明を省略する場合がある。

Ａｌ，Ｓｉ，及びＳｒの含有量は、焼成で生成するＳｒＡｌ_２Ｓｉ_２Ｏ_８を主相とするようにＡｌ_２Ｏ_３換算で１０〜２０質量％、ＳｉＯ_２換算で５０〜６５質量％、ＳｒＣＯ_３換算で２０〜３０質量％を含有することが好ましい。前記第１絶縁物よりもＡｌ量を少なくすることで、ＳｒＡｌ_２Ｓｉ_２Ｏ_８相の割合が増え、比誘電率を低くすることができる。

前記主成分以外にも、副成分としてＢｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｕ、Ｍｎ等を含有しても良い。

第１絶縁物と同様に各素原料を秤量した後、混合したものを乾燥させて得られた粉末を仮焼する。得られた仮焼物はＳｉＯ_２とＡｌ_２Ｏ_３を結晶相としＡｌ_２Ｏ_３を主相とする。この仮焼物に２ＭｇＯ・２Ａｌ_２Ｏ_３・５ＳｉＯ_２の組成で表されるケイ酸塩鉱物のコーディエライトを混合して粉砕する。２ＭｇＯ・２Ａｌ_２Ｏ_３・５ＳｉＯ_２材は、特に限定されず、天然物及び合成物ともに用いることができ、公知の方法により製造された市販品をそのまま用いても良い。市販品をメジアン径Ｄ５０が例えば１〜３μｍまで粉砕等して用いても良い。また、Ｓｉ、Ａｌ及びＭｇをそれぞれ含有する各原料粉末を化学量論組成等で配合して、公知の方法により１３００℃から１４００℃で焼成し、粉砕によって微粉化して製造することもできる。なお、メジアン径Ｄ５０とは、その粒径と累積体積（特定の粒径以下の粒子体積を累積した値）との関係を示す曲線において、５０％の累積体積に相当する粒径である。

仮焼物と２ＭｇＯ・２Ａｌ_２Ｏ_３・５ＳｉＯ_２材とを湿式粉砕して混合粉を得る。混合粉砕工程では、メジアン径Ｄ５０が１μｍ未満の混合粉を得ることができれば特に粉砕手段を限定しないが、湿式粉砕に適する装置としては、ボールミルが好ましい。例えば、ジルコニアボールが入ったボールミルに、エタノール、ブタノールの有機溶剤とともに仮焼物と２ＭｇＯ・２Ａｌ_２Ｏ_３・５ＳｉＯ_２材とを投入し、１５〜２０時間湿式粉砕することで、所望の粒径の混合粉を得ることができる。前記混合粉は、焼結時に組織を緻密化するとともに誘電特性を向上できるとの観点から、ＢＥＴ比表面積が１０〜２０ｍ^２／ｇであることが好ましい。

混合粉において、仮焼物と２ＭｇＯ・２Ａｌ_２Ｏ_３・５ＳｉＯ_２材との総量を１００質量％とした場合、２ＭｇＯ・２Ａｌ_２Ｏ_３・５ＳｉＯ_２材が２０〜３５質量％、仮焼物が６５〜８０質量％であることが好ましい。この範囲であると、誘電体セラミックスはマイクロ波帯の高周波数において、目的とする比誘電率等の誘電特性を得ることが出来る。このようにして仮焼を経て得られる第２絶縁物は、Ａｌ_２Ｏ_３を主相とするか、２ＭｇＯ・２Ａｌ_２Ｏ_３・５ＳｉＯ_２材の組成量によっては２ＭｇＯ・２Ａｌ_２Ｏ_３・５ＳｉＯ_２を主相とすることができる。第２絶縁物は、Ａｌ，Ｓｉ，及びＳｒの酸化物又は炭酸塩の混合物を仮焼した仮焼物とコーディエライト粉とを混合した混合仮焼物とすることができる。

後述のような方法で第２絶縁物を焼成（焼結）して得られた第２セラミック層は、Ｓｒアノーサイトとコーディエライトとを含み、前記第１セラミック層よりも比誘電率が小さい。ここで、本明細書中におけるコーディエライトとは、典型的には、２ＭｇＯ・２Ａｌ_２Ｏ_３・５ＳｉＯ_２の組成で表されるケイ酸塩鉱物であり、化学組成が４２〜５６質量％のＳｉＯ_２、３０〜４５質量％のＡｌ_２Ｏ_３及び１２〜１６質量％のＭｇＯであって、コーディエライトの化学量論組成に対して余剰のＭｇＯ、Ａｌ_２Ｏ_３，ＳｉＯ_２を含み得る。なお、コーディエライトは、原料由来の不純物（不可避不純物）を含むことができる。

第２セラミック層は、Ａｌ_２Ｏ_３換算で１０〜３０質量％のＡｌ、ＳｉＯ_２換算で５０〜６５質量％のＳｉ、ＳｒＣＯ_３換算で２０〜３０質量％のＳｒを含有することが好ましい。第１セラミック層よりもＡｌ量を少なくすることで、共通相であるＳｒアノーサイト相の割合が増え、焼成時の収縮挙動等が近づき、デラミネーションやクラックを防止することができる。

本発明における第２セラミック層も、第１セラミック層と同様、ＢがＢ_２Ｏ_３換算で０．５質量％以下であることが好ましく、Ｂ_２Ｏ_３換算で０．１質量％以下であることがより好ましい。Ｂの使用を少なく抑えることによって、焼成炉材に損傷をあたえたり、前記無機組成物をセラミックスシートとする製造工程で水、アルコールに溶解し、乾燥時に偏析したりするなど、製造工程上の不具合を防止できる。

第２セラミック層は、剥離やクラック防止の観点から、第１セラミック層と同様の熱膨張係数であることが好ましく、具体的には、熱膨張係数が、４×１０^−６〜８×１０^−６／℃であることが好ましい。

前記第２セラミック層はデラミネーションやクラックの防止や比誘電率の観点から、Ｓｒアノーサイト相を主相とすることが好ましい。

得られた、第１絶縁物と第２絶縁物をそれぞれ層状に形成する。即ち、少なくともＳｒアノーサイトを生成するガラスと、Ａｌ_２Ｏ_３又はＡｌ_２Ｏ_３よりも大きな比誘電率の酸化物誘電体の混合粉を含む第１絶縁物の層と、少なくともＳｒアノーサイトを生成するガラスと、コーディエライトとの混合粉を含む第２絶縁物の層とをそれぞれ形成する。層状に形成するには、例えば印刷法、インクジェット式、塗布法、転写法、カレンダロール法、ドクターブレード法等の公知の方法で行えばよい。例えば、粉砕粉に、溶媒、有機バインダと可塑剤を加えて分散させてスラリーとし、ドクターブレード法でシート成形する。有機バインダは、公知慣用のものであれば特に限定されないものの、シート成形して得られるセラミックグリーンシートの強度、穴あけ性、圧着性、寸法安定性の観点から、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）等があげられる。可塑剤は、公知慣用のものであれば特に限定されないものの、ブチルフタリルグリコール酸ブチル（ＢＰＢＧ）、ジブチルフタレート（ＤＢＰ）、フタル酸ジオクチル（ＤＯＰ）等があげられる。溶媒としては、エタノール、ブタノール、トルエン、イソプロピルアルコール等の有機溶媒を用いることが好ましい。

スラリーを真空脱気により脱泡して巻き込んだ空気や有機溶剤等の揮発成分を蒸発させ、所定の濃度や粘度に調整されたスラリー状態とすることができる。調整後の粘度としては、８０００〜１００００ｃＰであることが好ましい。その後、スラリー状態の混合粉をドクターブレード法等の公知のシート化技術によって、キャリアフィルム上に厚み２０〜２５０μｍのセラミックグリーンシートとして成形することができる。キャリアフィルムとしては、機械的強度、表面平滑性等を考慮して、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の樹脂フィルムが好ましい。そして、キャリアフィルムから剥離せず、そのまま所定の寸法に裁断して複数のセラミックグリーンシートを得ることができる。

前記湿式粉砕にて得られた有機溶媒を含むスラリーを、シート成形して第１絶縁物のセラミックグリーンシートと第２絶縁物のセラミックグリーンシートを得ることが出来る。ドクターブレード法で成形しっぱなしのセラミックグリーンシートは、ＰＥＴ等の樹脂フィルムに支持されている。その状態でセラミックグリーンシートにビアホールを形成することができる。ビアホールの形成には、公知の方法を用いることができるが、例えば、複数の打ち抜きピンを備える打ち抜き金型で打ち抜いたり、レーザ加工によってビアホールを穿いたりして形成することができる。ビアホールの大きさは、例えば、直径３０〜８０μｍであることが好ましい。

次いで、印刷機にセラミックグリーンシートとスクリーンマスクをセットし、スキージを用いて、セラミックグリーンシートに形成されたビアホールに導体ペーストを印刷充填するとともに、配線等の導体パターンを印刷形成することができる。導体ペーストは、公知の導体ペーストを用いることができるが、抵抗率の観点から、例えばＡｇ、Ｃｕ等のペーストを用いることができる。

前記セラミックグリーンシートを積層して第１絶縁物と第２絶縁物とが層状に配された積層体を得ることができる。即ち、第１絶縁物の層と、第２絶縁物の層とを重ねて積層体を得ることができる。なお、一方の絶縁物のセラミックグリーンシートの一部を抜いて、そこに他方の絶縁物を充填した複合セラミックグリーンシートとしたり、一方の絶縁物のセラミックグリーンシートの一部に他方の絶縁物を印刷形成した複合セラミックグリーンシートとしたりして、一部の領域で比誘電率を異ならせることが出来るセラミックグリーンシートとすることも出来る。

セラミックグリーンシートから、樹脂フィルムを剥離し、複数のセラミックグリーンシートを積み重ねることができる。セラミックグリーンシートの積層は、セラミックグリーンシート１層１０〜２００μｍの厚みで、５〜２０層積み重ねることで０．２〜１．５ｍｍの厚みとすることができる。なお、積み重ね数（積層数）等は、セラミック基板としての目的の厚みに応じて任意に選択することが出来る。ビア配線部同士が重なるようにセラミックグリーンシートを配置してその厚み方向にプレス機械にて圧力を加える。この工程では、バインダが軟化する温度、例えば６０〜９０℃において、１〜３０ＭＰａの圧力を印加した状態で１００秒〜３０分間保持してセラミックグリーンシートを圧着して積層した積層体とすることが好ましい。更に前記積層体を金属製の枠体と一対の金属板からなる金型内に配置し、それを樹脂フィルムで封止してＣＩＰ（静水圧等方プレス装置）により加圧した積層体とするのが好ましい。

その後、積層体は脱バインダと焼成を行うことができ、焼成によりＳｒアノーサイトを生成させる。焼成は先ず、バインダが熱分解を開始する２００℃付近から、完了する６００℃程度までは、発生するガスの圧力による、セラミックグリーンシートのデラミネーションを防止するため、１時間あたり１０〜２０℃の速度で昇温するのが望ましい。脱バインダは窒素雰囲気下でも可能であるが、有機バインダの分解・酸化の促進及び発生した分解ガスまたはＣＯ_２ガスの除去促進のため、十分な空気を供給及び排気を行うのが好ましい。６００℃以上では、有機物は多くても０．０５質量％程度になっているため、例えば、６００℃からは、大気中やＮ_２雰囲気中で１時間あたり１５０〜２５０℃の昇温速度で１０００℃以下（例えば、９００℃）まで昇温し、１〜３時間保持することで、焼成（焼結）を行い、第１絶縁物と第２絶縁物とをそれぞれ誘電特性の異なる誘電体セラミックスとし、比誘電率の異なる第１セラミック層と第２セラミック層とを複合したセラミック基板を得ることが出来る。なお、Ｓｒアノーサイトを生成しつつ、強固に接合する観点から、８００〜１０００℃で焼成（焼結）することが好ましい。

本発明のセラミック基板は、Ａｌ_２Ｏ_３又はＡｌ_２Ｏ_３よりも大きな比誘電率の酸化物誘電体と、Ｓｒアノーサイトを含む第１セラミック層と、Ｓｒアノーサイトとコーディエライトとを含み、前記第１セラミック層よりも比誘電率が小さい第２セラミック層とを備える。従って、本発明のセラミック基板は、半導体素子やインダクタンスやキャパシタ等のリアクタンス素子を実装し、前記半導体素子等と接続する配線や電極がＡｇやＣｕ等の低融点金属で形成され、かつセラミック基板内で比誘電率を異ならせたものとすることが出来る。前記焼成によって第１セラミック層と第２セラミック層には共通の結晶相としてＳｒＡｌ_２Ｓｉ_２Ｏ_８が生成されるので、第１セラミック層と第２セラミック層の接合界面にはデラミネーションやクラックの発生が抑制され、相互に強固に接合することが出来る。

本発明のセラミック基板は、第１セラミック層の熱膨張係数と前記第２セラミック層の熱膨張係数との差の絶対値が１×１０^−６／℃以下であることが好ましく、０．５×１０^−６／℃以下であることがより好ましい。また、第１セラミック層と第２セラミック層との焼成時収縮挙動（開始温度、終了温度）が近似することが好ましく、収縮の開始温度及び終了温度が±２５℃以内であることが好ましい。セラミック基板に半導体やチップ部品を実装する場合にリフローはんだ付け等で急激な熱変化が与えられて、第１セラミック層と第２セラミック層との接合界面に熱膨張差に伴う応力が生じても剥離やクラックが生じるのを抑制することが出来る。 本発明のセラミック基板のｆＱ積は、誘電特性を維持する観点から、周波数１５ＧＨｚで１０ＴＨｚ以上であることが好ましく、１０ＴＨｚよりも大きいことがより好ましい。

本発明のセラミック基板の空孔率が、１．０％以下であることが好ましく、０．８％以下であることがより好ましく、０．７％以下であることが更に好ましい。これにより目的とする誘電特性が得られ易くなる。

以下、本発明に関して実施例を用いて詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。最初に実施例において評価した種々の項目についての測定条件、方法等を纏めて示す。

＜評価＞
（１）比誘電率、ｆＱ積
誘電特性の評価は、ネットワークアナライザ（ＨＥＷＬＥＴＴ ＰＡＣＫＡＲＤ製、８７２０Ｄ）を用いて、誘電体共振器法により行った（ＪＩＳ Ｒ１６２７に準拠）。所定形状（直径１１ｍｍ、厚さ５．５ｍｍ）の試料の共振周波数ｆと無負荷Ｑ値を測定してｆＱ積を求めると共に、試料の寸法とｆの関係から比誘電率を算出するもので、寸法は共振周波数が１５ＧＨｚになる様に設定した。

（２）共振周波数の温度特性τｆ
（１）の試料を用いて、−２０〜６０℃の温度範囲における共振周波数を測定し、２０℃での共振周波数を基準にして算出した。

（３）Ｘ線回折強度
多機能型Ｘ線回折装置ＭＲＤ（スペクトリス社製）を使用し、線源にＣｕ−Ｋαを用いてＸ線回折測定（ＸＲＤ）を行った。

（４）密度
試料の外径、厚さ、重量から算出した。

（５）熱膨張係数
直径５ｍｍ、高さ１０ｍｍの焼結体上下面を面出し加工した後、ＴＭＡ（Ｔｈｅｒｍａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ）を用いて６００℃／時間で昇温して測定し、４０〜４００℃の熱膨張係数を算出した。

（６）抗折強度
第１絶縁物および第２絶縁物を用いた各々厚さ１１０μｍのグリーンシートを１０層積層し、８５℃、３０ＭＰａの圧力を印加した状態で３０分間保持してＣＩＰ（静水圧等方プレス装置）してグリーンシート積層体とした。その後、焼きあがりで、長さ３６ｍｍ、幅１２ｍｍ、厚さ１ｍｍになるようにグリーンシート積層体を裁断した。その後９００℃、２時間で焼成を行い、Ｃ面取りを行った後、抗折強度測定（ＪＩＳ Ｒ １６０１準拠）を実施した。測定サンプル（ｎ＝２０）中の上下５値を除く、ｎ＝１０の平均値を示す。

（７）ビッカース硬度
焼成後試料の測定面に鏡面研磨を施し、ＪＩＳ Ｚ ２２４４に基づきビッカース硬度測定を実施した（試験力１．９６１Ｎ（ＨＶ０．２））。

（８）焼成収縮開始温度、終了温度
直径５．５ｍｍ、高さ１２ｍｍの形状に成形した試料をＴＭＡにより１０℃／ｍｉｎで昇温した際の収縮曲線の変化点の切片より収縮開始、終了温度を計測した。

（９）光学顕微鏡（空孔率）、走査型電子顕微鏡（デラミネーション、クラック）
得られたセラミック基板を厚み方向に切断し断面を鏡面研磨加工し光学顕微鏡で倍率を１００倍として観察した。また、画像イメージの空孔部を黒、非空孔部を白に二値化して、画像解析ソフト（ＩｍａｇｅＪ）により、黒部の面積割合を算出した。即ち、計測した空孔部の面積を視野の総面積で割ることにより、視野面積に占める空孔率（％）として算出した。
上記と同様に、走査型電子顕微鏡にて倍率を２０００倍として、第１セラミック層と第２セラミック層との接合界面のデラミネーションやクラックを観察した。

（実施例１）
＜セラミック基板の作製＞
焼成により第１セラミック層を構成する第１絶縁物を準備した。素原料として、Ａｌ_２Ｏ_３ ４５．５質量％、ＳｉＯ_２ ３２．５質量％、ＳｒＣＯ_３ １３．０質量％、ＴｉＯ_２ ３．５質量％、Ｂｉ_２Ｏ_３ ２．３質量％、Ｎａ_２ＣＯ_３ ２．４質量％、ＣｕＯ ０．３質量％、Ｍｎ_３Ｏ_４ ０．５質量％の組成（総量１００質量％）となるように合計５０ｋｇを秤量し混合した。得られた混合粉を焼成用セッターに入れて、焼成炉で大気中８００℃の温度で２時間保持して仮焼して仮焼物を得た。得られた仮焼物を粉砕して第１絶縁物を得た。第１絶縁物をＸ線回折で分析して結晶層を確認した。そのＸ線回折パターンにはＡｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２の存在を示すピークが認められ、ピーク強度からＡｌ_２Ｏ_３が主相であることを確認した。また、ＳｒＡｌ_２Ｓｉ_２Ｏ_８は確認されなかった。

焼成により第２セラミック層を構成する第２絶縁物を準備した。素原料として、Ａｌ_２Ｏ_３ １５．０質量％、ＳｉＯ_２ ５３．８質量％、ＳｒＣＯ_３ ２１．２質量％、Ｂｉ_２Ｏ_３ ３．４質量％、Ｎａ_２ＣＯ_３ ４．６質量％、Ｋ_２ＣＯ_３ １質量％、ＣｕＯ ０．４質量％、Ｍｎ_３Ｏ_４ ０．６質量％の組成（総量１００質量％）となるように合計５０ｋｇを秤量し混合した。得られた混合粉を焼成用セッターに入れて、焼成炉で大気中７７５℃の温度で２時間保持して仮焼して仮焼物を得た。そのＸ線回折パターンには第１絶縁物と同様にＡｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２の存在を示すピークが認められ、ピーク強度からＡｌ_２Ｏ_３が主相であることを確認した。また、ＳｒＡｌ_２Ｓｉ_２Ｏ_８は確認されなかった。得られた仮焼物を７０質量％と、市販の２ＭｇＯ・２Ａｌ_２Ｏ_３・５ＳｉＯ_２材（純度：９７．５％、メジアン径Ｄ５０：１．６５μｍ、ＢＥＴ：６．３ｍ^２／ｇ）を３０質量％とし、それ等を、ボールミルにて湿式粉砕とともに混合し、乾燥して第２絶縁物を作製した。そのＸ線回折パターンにはＡｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、２ＭｇＯ・２Ａｌ_２Ｏ_３・５ＳｉＯ_２の存在を示すピークが認められ、ピーク強度からＡｌ_２Ｏ_３が主相であることを確認した。

得られた第１絶縁物、第２絶縁物のそれぞれにバインダー（ＰＶＡ）を加えて混合し、それをメッシュに通して造粒粉とし、金型に充填して成形体とした。成形体の形状や寸法は、前述の評価の項にて記載した各測定項目に応じたものとした。成形体を９００℃の温度で２時間保持して焼成して各誘電体セラミックスを得た。得られた各誘電体セラミックスについて、密度、比誘電率、ｆＱ積、共振周波数の温度特性τｆ、熱膨張係数等を評価した。その結果を表１に示す。

各誘電体セラミックスは、１５ＧＨｚにおいて８．１（第１セラミック層）、６．０（第２セラミック層）の誘電率となった。また各誘電体セラミックスは、ともに１０ＴＨｚ以上のｆＱ積が得られた。また、各誘電体セラミックスの熱膨張係数の差は１×１０^−６／℃以下であり、焼成収縮の開始温度と終了温度も近くて±２５℃以内であった。各誘電体セラミックスのＸ線回折測定を行った結果、第１絶縁物でなる誘電体セラミックスには、Ａｌ_２Ｏ_３，ＳｉＯ_２，ＳｒＡｌ_２Ｓｉ_２Ｏ_８，ＴｉＯ_２等が含まれていた。Ａｌ_２Ｏ_３の回折ピークが他の結晶相よりも大きく現われて、誘電体セラミックスの主相がＡｌ_２Ｏ_３であることを確認した。また第２絶縁物でなる誘電体セラミックスには、Ａｌ_２Ｏ_３，ＳｉＯ_２，ＳｒＡｌ_２Ｓｉ_２Ｏ_８， ２ＭｇＯ・２Ａｌ_２Ｏ_３・５ＳｉＯ_２等が含まれていた。ＳｒＡｌ_２Ｓｉ_２Ｏ_８の回折ピークが他の結晶相よりも大きく現われて、主相がＳｒＡｌ_２Ｓｉ_２Ｏ_８であることを確認した。

第１絶縁物と第２絶縁物とに、それぞれ溶媒（エタノール）、可塑剤（ＤＯＰ）、バインダ（ＰＶＢ）を加えて撹拌分散させ、更に、真空脱気により脱泡して巻き込んだ空気や有機溶剤等の揮発成分を蒸発させ、粘度調整されたスラリー状態とした。脱泡されたスラリーをドクターブレード法で、成形厚み５０μｍのセラミックグリーンシートに成形した。

ＰＥＴの樹脂フィルムに支持された状態のセラミックグリーンシートにビアホールをレーザ加工により形成した。

次いで、印刷機にセラミックグリーンシートとスクリーンマスクをセットし、スキージを用いて、セラミックグリーンシートに形成されたビアホールに導体ペーストを印刷充填するとともに配線等の導体パターンを印刷形成した。導体ペーストには、Ａｇペーストを用いた。

次いで、セラミックグリーンシートから、樹脂フィルムを剥離し、複数のセラミックグリーンシートを積み重ねた。プレス機械にセラミックグリーンシートを粘着シートで固定し、ビア配線部同士が重なるようにセラミックグリーンシートを配置して上下方向に圧力を加えて積層した。得られた積層体をバインダが軟化する温度、８５℃において、１５ＭＰａの圧力を印加した状態で、３０分間保持して、冷間等方圧加圧法（ＣＩＰ）により、セラミックグリーンシートを圧着して、積層体を作製した（厚み１．５ｍｍ）。

その後、上記した積層体を焼成して、セラミック基板を作製した。この焼成は、６００℃で脱脂させた後、大気中で、９００℃で２時間程度保持して行った。得られたセラミック基板を厚み方向に切断し断面を鏡面研磨加工し光学顕微鏡で倍率を１００倍として観察した。その断面観察写真を図２に示す。図２に示すセラミック基板の下方から順に、第１絶縁物の誘電体セラミックスでなる厚み４０μｍの第１セラミック層が２層重なり、次いで第２絶縁物の誘電体セラミックスでなる厚み４０μｍの第２セラミック層が３層重なり、Ａｇ電極を介して第１セラミック層、再びＡｇ電極を介して第１セラミック層が重なり、更にＡｇ電極を介して第２セラミック層が３層重なり、次いで第１セラミック層が２層重なっている。セラミック基板の上面と下面に当たる断面図の上下にはＡｇ電極が形成されている。

走査型電子顕微鏡で倍率を２０００倍として観察したが、第１セラミック層と第２セラミック層との接合界面にデラミネーションやクラックは確認出来ず、相互に強固に接合されていた。また、第１セラミック層とＡｇ電極との接合界面や、第２セラミック層とＡｇ電極との接合界面も同様にデラミネーションやクラックは確認出来なかった。

また、厚み１１０μｍの第１絶縁物のセラミックグリーンシートのみを１０層積層し、８５℃、３０ＭＰａの圧力を印加した状態で３０分間保持してセラミックグリーンシートをＣＩＰして積層体とし、それを、焼きあがり長さ３６ｍｍ、幅１２ｍｍ、厚さ１ｍｍになるように裁断した。その後９００℃、２時間で焼成を行い、Ｃ面取りを行って抗折強度評価用の試料とした。同様に第２絶縁物のセラミックグリーンシートのみを１０層積層した、第２セラミック層でなる抗折強度評価用の試料を作成した。また第１絶縁物のセラミックグリーンシートのみを５層積層し、それに重ねて第２絶縁物のセラミックグリーンシートのみを５層積層した、第１セラミック層と第２セラミック層とを複合した抗折強度評価用の試料とした。各抗折強度評価用の試料を用いて前述の評価方法にて抗折強度を測定した結果、第１セラミック層のみでなる試料では３００ＭＰａであり、第２セラミック層のみでなる試料では１９９ＭＰａであるのに対して、第１セラミック層と第２セラミック層とを複合した試料では２６０ＭＰａの抗折強度が得られた。

（比較例１）
第２セラミック層を構成する第２絶縁物を準備した。素原料として、Ａｌ_２Ｏ_３ １５．０質量％、ＳｉＯ_２ ５３．８質量％、ＳｒＣＯ_３ ２１．２質量％、Ｂｉ_２Ｏ_３ ３．４質量％、Ｎａ_２ＣＯ_３ ４．６質量％、Ｋ_２ＣＯ_３ １質量％、ＣｕＯ ０．４質量％、Ｍｎ_３Ｏ_４ ０．６質量％の組成（総量１００質量％）となるように合計５０ｋｇを秤量し混合した。得られた混合粉を焼成用セッターに入れて、焼成炉で大気中７７５℃の温度で２時間保持して仮焼して仮焼物を得た。そのＸ線回折パターンには第１絶縁物と同様にＡｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２の存在を示すピークが認められ、ピーク強度からＡｌ_２Ｏ_３が主相であることを確認した。また、ＳｒＡｌ_２Ｓｉ_２Ｏ_８は確認されなかった。得られた仮焼物を８６質量％と、市販の石英ＳｉＯ_２ （純度：９９．８％）を１４質量％とし、それ等を、ボールミルにて湿式粉砕とともに混合し、乾燥して第２絶縁物を作製した。そのＸ線回折パターンからＳｉＯ_２が主相であることを確認した。

得られた第２絶縁物のそれぞれにバインダー（ＰＶＡ）を加えて混合し、それをメッシュに通して造粒粉とし、金型に充填して成形体とした。成形体の形状や寸法は、前述の評価の項にて記載した各測定項目に応じたものとした。成形体を９００℃の温度で２時間保持して焼成して誘電体セラミックスを得た。得られた誘電体セラミックスについて、密度、比誘電率、ｆＱ積、共振周波数の温度特性τｆ、熱膨張係数等を評価した。その結果を表２に示す。

第２絶縁物でなる誘電体セラミックスには、Ａｌ_２Ｏ_３，ＳｉＯ_２，ＳｒＡｌ_２Ｓｉ_２Ｏ_８，等が含まれていた。ＳｒＡｌ_２Ｓｉ_２Ｏ_８の回折ピークが他の結晶相よりも大きく現われて、誘電体セラミックスの主相がＳｒＡｌ_２Ｓｉ_２Ｏ_８であることを確認した。

また、実施例１と同様に抗折強度評価用の試料を作成した。前述の評価方法にて抗折強度を測定した結果、比較例１の第２セラミック層のみでなる試料では２１０ＭＰａであった。

実施例１で用いた第１絶縁物と、比較例１で得られた前記第２絶縁物と用いて、実施例１と同様にセラミック基板を作製した。走査型電子顕微鏡で倍率を２０００倍として観察したところ、５試料中の２試料にクラックが確認された。また、第１セラミック層とＡｇ電極との接合界面や、第２セラミック層とＡｇ電極との接合界面にデラミネーションが、５試料中の２試料に確認された。実施例１で用いた第１絶縁物と、比較例１で得られた前記第２絶縁物とは、収縮挙動（開始温度、終了温度）が似ているように見えるが、比較例１で得られた前記第２絶縁物は、熱膨張係数の差も大きく、焼成時の収縮率が大きいため、クラックやデラミネーションが発生しやすいと考えられる。

１ 第１セラミック層
２ 第２セラミック層
３ 配線パターン

Claims (6)

1. Ａｌ _２ Ｏ _３ とＳｒアノーサイトを含み、Ａｌ _２ Ｏ _３ 換算で４０〜５０質量％のＡｌ、ＳｉＯ _２ 換算で３０〜４０質量％のＳｉ、ＳｒＣＯ _３ 換算で１０〜２０質量％のＳｒを含有する第１セラミック層と、
   Ｓｒアノーサイトとコーディエライトとを含み、前記第１セラミック層よりも比誘電率が小さい第２セラミック層とを備え、
   前記第１セラミック層の熱膨張係数と前記第２セラミック層の熱膨張係数との差の絶対値が１×１０ ^−６ ／℃以下であるセラミック基板。
2. 前記第１セラミック層と前記第２セラミック層は、ＢがＢ_２Ｏ_３換算で０．５質量％以下である請求項１に記載のセラミック基板。
3. 前記第１セラミック層の比誘電率が７以上であり、第２セラミック層の比誘電率が６．５以下である請求項１又は２に記載のセラミック基板。
4. 前記第１セラミック層は、Ａｌ _２ Ｏ _３ を主相とし、前記第２セラミック層は、Ｓｒアノーサイトを主相とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のセラミック基板。
5. 請求項１に記載のセラミック基板の製造方法であって、
   少なくともＳｒアノーサイトを生成するガラスと、Ａｌ _２ Ｏ _３ の混合粉を含む第１絶縁物の層と、
   少なくともＳｒアノーサイトを生成するガラスと、コーディエライトとの混合粉を含む第２絶縁物の層とを重ねて積層体を得る工程と、
   前記積層体を焼成してＳｒアノーサイトを生成する工程を含む、
   セラミック基板の製造方法。
6. 前記第１絶縁物は、Ａｌ，Ｓｉ，及びＳｒの酸化物又は炭酸塩の混合物を仮焼した仮焼物であり、
   前記第２絶縁物は、Ａｌ，Ｓｉ，及びＳｒの酸化物又は炭酸塩の混合物を仮焼した仮焼物とコーディエライト粉とを混合した混合仮焼物である請求項５に記載のセラミック基板の製造方法。