JPH09241068A

JPH09241068A - 低温焼成セラミックス基板

Info

Publication number: JPH09241068A
Application number: JP5326596A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Yamade; 善章山出; Yoichi Moriya; 要一守屋; Ichiro Uchiyama; 一郎内山
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1996-03-11
Filing date: 1996-03-11
Publication date: 1997-09-16

Abstract

(57)【要約】【課題】酸化ケイ素を骨材とする比誘電率4.5 以下の
低温焼成ガラスセラミックス基板において、焼成時にク
リストバライトの析出を防止し、室温から350℃までの
熱膨張率を 4.5〜８×10^-6／℃ (強化用のアルミナおよ
び高アルミナ質高強度基板と同等) の範囲で制御する。【解決手段】焼成前の粉末材料が、重量％でホウケイ
酸ガラス粉末30〜69％、石英粉末５〜55％、石英ガラス
粉末５〜55％、およびアルミナ粉末１〜５％からなり、
石英粉末と石英ガラス粉末の合計が25〜65％である。石
英と石英ガラスの比率で熱膨張率を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、グリーンシートの
焼成により製造されるセラミックス基板、特に低温焼成
型のガラスセラミックス基板に関する。本発明のセラミ
ックス基板は、電子部品を搭載するための多層配線基板
として有用である。

【０００２】

【従来の技術】近年、高集積化されたＬＳＩや各種電子
部品を搭載する多層配線基板には、小型化、高信頼性等
の要求を満たすために、セラミックス基板を用いること
が多くなっている。セラミックス多層配線基板は、積層
したグリーンシートと、各グリーンシート上に印刷され
た内層配線とを同時に焼成する多層グリーンシート積層
法により一般に製造され、こうして製造されたセラミッ
クス多層配線基板に電子部品を搭載し、周囲を封止する
と、セラミックスパッケージとなる。

【０００３】セラミックス基板に用いられるセラミック
ス材料としては、熱伝導率、強度、電気絶縁性、価格と
いった要因から、アルミナが主に使用されてきた。しか
し、アルミナ質セラミックス基板は、比誘電率が９前後
と大きいため、信号伝達速度が遅く、信号遅延時間が大
きくなる。また、アルミナ質セラミックスは、焼成温度
が1550℃前後と非常に高く、上記のように内層の配線回
路をグリーンシートと同時に焼成する場合には、Ｗ、Mo
などの高融点金属を配線材料に使用する必要がある。し
かし、これらの金属は電気抵抗率が高いため、これから
形成された配線も電気抵抗が高くなることから、信号の
伝送損失が大きくなり、配線パターンの微細化にも限界
がある。アルミナ質セラミックス基板のこれらの欠点
は、ＬＳＩの動作周波数が著しく上昇した現在では、大
きな問題となっている。

【０００４】そこで、このような問題を解決するため
に、比誘電率が小さく、かつ低温焼成が可能で、Ag、Ag
−Pd、Cu、Au等の低融点で電気抵抗率の低い金属または
合金を内層配線材料に使用できる、低温焼成セラミック
ス基板が開発された。

【０００５】代表的な低温焼成セラミックス基板は、無
機バインダとして機能するガラス粉末と骨材として機能
する無機粉末との混合粉末から製造されるものである。
焼成中にガラス粉末が軟化し、骨材の無機粉末を結合す
ることにより焼結体が得られるため、焼成温度はガラス
の軟化点よりやや高温であればよく、一般には1100℃以
下である。

【０００６】ガラスと骨材の無機セラミックス粉末のい
ずれにも多くの種類があるため、それらの組合わせは無
数にある。そして、この両成分の組合わせ、さらには焼
成時における成分間あるいは成分内での反応によって、
得られたセラミックス基板の特性が変化するため、目的
とする特性を安定して発現することができる成分の組合
わせや焼成条件を見出すことは非常に困難である。

【０００７】例えば、比誘電率をできるだけ低下させた
セラミックス基板を得るには、骨材として、比誘電率が
低い酸化ケイ素 (SiO₂) を使用することが効果的であ
り、このようなセラミックス基板も既に提案されてい
る。

【０００８】１例として、特公平４−12639 号公報に
は、ガラス30〜90重量％に、石英ガラス、石英、クリス
トバライトおよびトリジマイトから選んだ少なくとも２
種の酸化ケイ素質骨材10〜70重量％を混合した材料系が
開示されている。骨材として熱膨張率が異なる２種の酸
化ケイ素を使用することで、基板の熱膨張率が制御でき
る。ガラス材料としては、ホウケイ酸マグネシウム系ガ
ラスとホウケイ酸バリウム系ガラスが好ましく、全実施
例においてこの種のガラスが使用されている。

【０００９】特開平３−141153号公報には、ホウケイ酸
ガラス55〜100 重量％、α−石英０〜45重量％、および
石英ガラス０〜45重量％からなる、低誘電率で1000℃以
下の低温焼成が可能な無機組成物が記載されている。ホ
ウケイ酸ガラスが55重量％より少ないと、低温焼成が不
可能になると説明されている。

【００１０】特開平１−226751号公報には、 Al₂O₃ 0.5
〜1.5 重量％とLi₂O 0.3〜1.0 重量％とを含有するホウ
ケイ酸ガラス55〜75重量％と、α−石英 (その 0.5〜5.
0 ％はアルミナであってもよい) 45〜25重量％とからな
る、比誘電率が低い厚膜ペースト用の粉末組成物が記載
されている。アルミナを、石英の 0.5〜5.0 ％ (全体の
0.125〜2.25％) というごく少量だけ添加すると、焼成
中に石英がガラスに溶解して非晶質シリカに変化する現
象が抑制され、基板の熱膨張率が高く保持される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、このよ
うな酸化ケイ素を骨材とする、低誘電率の低温焼成セラ
ミックス基板について検討した結果、次のような知見を
得た。

【００１２】酸化ケイ素がトリジマイト又はクリスト
バライトであることは好ましくない。酸化ケイ素（Si
O₂）鉱物には、一般に低温型結晶相（α）と高温型結晶
相（β）とがあり、昇温または冷却中にこの転移温度を
通過すると (即ち、α→βまたはβ→αの転移が起こる
と) 、急激な体積膨張または収縮を生じる。この転移温
度がトリジマイトでは約117 ℃、クリストバライトでは
約230 ℃と比較的低い。

【００１３】セラミックス基板への電子部品の搭載時に
は半田が一般に使われるが、特に最近ではリフロー法が
普及してきたため、基板全体が半田の溶融温度に加熱さ
れることになる。そのため、電子部品搭載時に基板が30
0 ℃前後の熱処理を受けることがよくあり、そのような
条件下では、基板中にトリジマイトやクリストバライト
が存在すると、これらが上記の転移を起こして急激な体
積膨張・収縮を生じ、基板にマイクロクラックが発生す
ることがあるため、製造されたセラミックパッケージの
信頼性が著しく低下する。

【００１４】一方、石英はαからβへの転移温度が約
573 ℃と高いため、電子部品搭載時の熱処理温度では相
転移が起こらず、この転移に起因する体積変動を受けな
い。また、石英ガラス（溶融石英、シリカガラス、溶融
シリカを含む) は非晶質であり、300 ℃程度の温度では
全く変化を受けない。従って、酸化ケイ素質骨材として
は、石英や非晶質シリカである石英ガラスが好ましい。

【００１５】上記知見に基づいて、ホウケイ酸ガラスに
骨材として石英と石英ガラスとを配合した原料粉末から
グリーンシートを作成し、温度を変えて低温焼成したと
ころ、焼成温度が 800〜900 ℃程度より高温になると、
焼結体中に好ましくないクリストバライトが結晶相とし
て析出することが判明した。この原因は明確には解明さ
れていないが、ガラスと添加した骨材との何らかの反応
でクリストバライトが生じたものと考えられる。

【００１６】特開平３−141153号公報の実施例には、上
と同じようにホウケイ酸ガラス、石英および石英ガラス
からなる原料粉末を1000℃以下で焼成した場合に、クリ
ストバライトの析出が起こらないことが記載されている
が、これは骨材の配合量が合計で45重量％以下と少な
い、ガラス組成が特定されている等の何らかの条件によ
るものと考えられる。

【００１７】しかし、基板の強度の向上等を目的とし
て、骨材の配合量の増大が求められる場合があり、また
ガラスの組成についても、所望の特性 (例、軟化温度、
比誘電率、絶縁抵抗等) を発現させるために、調整 (特
に、SiO₂含有量の低減) が必要となる場合もある。

【００１８】従って、ホウケイ酸ガラスと酸化ケイ素質
骨材からなる低誘電率の低温焼成セラミックス基板にお
いて、組成の異なる各種のホウケイ酸ガラスを使用し
て、より広範囲のガラスと骨材の配合組成について、ク
リストバライトの析出が防止されたセラミックス基板が
求められている。

【００１９】また、この種の酸化ケイ素を骨材とする低
温焼成セラミックス基板は、比誘電率は非常に低いもの
の、抗折強度が10 kgf/mm²前後と低いため、この基板単
独で電子部品を搭載するには強度が不十分であることが
多い。

【００２０】そのため、アルミナ焼結体への積層 (特開
昭62−501181号公報参照) 、または組成の異なる高強度
ガラスセラミックス層との同時焼成による一体化 (特公
平４−51078 号参照) といった手段で強化することが必
要になる。その場合、基板の反りを避けるには、上記低
温焼成セラミックス基板の熱膨張率が、アルミナまたは
高強度ガラスセラミックス基板の熱膨張率に近くなくて
はならない。この観点から、上記の低温焼成セラミック
ス基板は、室温から350 ℃の範囲での平均熱膨張率が
4.5〜８×10^-6／℃の範囲内であることが望ましい。

【００２１】本発明の課題は、酸化ケイ素を骨材とする
低誘電率の低温焼成セラミックス基板であって、焼成時
にクリストバライトの析出が防止され、好ましくは上記
範囲の熱膨張率を有するセラミックス基板を提供するこ
とである。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
の解決を目指して研究を続けたところ、酸化ケイ素質骨
材に少量のアルミナを添加すると、低温焼成中のクリス
トバライトの析出が防止されることを見出した。

【００２３】ここに、本発明は、グリーンシートを 800
〜1050℃で焼成してなるセラミックス基板であって、前
記グリーンシートを構成する粉末材料が、重量％でホウ
ケイ酸ガラス粉末30〜69％、石英粉末５〜55％、石英ガ
ラス粉末５〜55％、およびアルミナ粉末１〜５％からな
り、石英粉末と石英ガラス粉末の合計が25〜65％であ
り、かつ焼成後のセラミックス基板がクリストバライト
結晶を含有せず、その比誘電率が4.5 以下であることを
特徴とする、セラミックス基板である。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳しく説明する。
以下の説明において、％は特に指定しない限り重量％で
ある。本発明のセラミックス基板は、ホウケイ酸ガラス
粉末に、石英粉末と石英ガラス粉末という２種類の酸化
ケイ素質の粉末と少量のアルミナ粉末とを骨材として配
合した原料粉末から製造される。原料粉末の平均粒径は
特に制限されないが、通常は各粉末とも、 0.1〜10μｍ
の範囲である。

【００２５】骨材が主に酸化ケイ素質粉末からなること
により、比誘電率が低いセラミックス基板を得ることが
できる。この酸化ケイ素質粉末として、石英と石英ガラ
スの２種類を使用するのは、熱膨張率が、石英は約12〜
15×10^-6／℃、石英ガラスは１×10^-6／℃弱と大きく異
なることから、この２種類の骨材をホウケイ酸ガラス
(熱膨張率は約３×10^-6／℃) と組み合わせることによ
り、これら３成分の配合量を変化させることで、基板の
熱膨張率を目的とする範囲に制御することができるから
である。

【００２６】この酸化ケイ素質骨材に少量のアルミナ粉
末を配合するのは、前述したように、焼成中に酸化ケイ
素質骨材からクリストバライトが生成するのを防止する
ためである。また、ガラスとしてホウケイ酸ガラスを選
択したのは、比誘電率が低いからである。

【００２７】石英ガラスは、溶融法により製造された比
較的安価なもの (溶融石英、溶融シリカ等とも呼ばれ、
半導体の樹脂封止用のフィラーとして大量に使用されて
いるもの) と、四塩化ケイ素の熱分解などの気相法によ
って製造された、より高純度で高価なものがある。本発
明ではこのいずれも使用することができるが、経済性を
考えると、より安価な溶融法で製造された石英ガラスが
好ましい。

【００２８】ホウケイ酸ガラスは、軟化点が約 600〜80
0 ℃の範囲内となり、かつ比誘電率が低ければ、その組
成は特に限定されない。好ましいホウケイ酸ガラスは、
アルカリ土類金属酸化物 (MgO, CaO, BaO 等) を実質的
に含有しない、即ち、その含有量が不純物量以下である
ものである。アルカリ土類金属酸化物を含有するガラス
を使用すると、基板の比誘電率が高くなりがちである。

【００２９】特に好ましいホウケイ酸ガラスの組成は、
SiO₂：60〜75％、B₂O₃：15〜30％、Al₂O₃:５％未満、ア
ルカリ金属酸化物：合計５％未満、その他の不純物：合
計５％未満である。より好ましくは、この組成はSiO₂：
65〜75％、B₂O₃：20〜30％、Al₂O₃:４％未満、アルカリ
金属酸化物：合計４％未満、その他の不純物：合計４％
未満である。

【００３０】ホウケイ酸ガラス中のSiO₂は、B₂O₃と共に
ガラスの主となる構造を構成するものであるが、その量
が75％を越えるとガラスの軟化点が高くなる傾向があ
り、60％を下回ると、それにより増える他成分の影響に
より、比誘電率が上昇したり、耐湿性が悪くなることが
ある。B₂O₃が15％を下回ると、ガラスの軟化点が上昇
し、30％を越えるとガラス作製中に分相が生じ易く、均
一なガラスとならないばかりか、耐湿性も低下する。ガ
ラスに微量のAl₂O₃ を添加することで、ガラス作製にお
ける分相の抑制、冷却中の結晶化の抑制等に効果がある
が、その量が５％を上回ると、比誘電率が高くなる。ま
た、アルカリ金属酸化物(K₂O, Na₂O, Li₂O)にはガラス
の軟化点を下げる効果があるが、その合計量が５％を越
えると、ガラスの絶縁耐圧、誘電正接等が劣化する。そ
の他の不純物は、ガラスの特性を劣化させない範囲で存
在しうるが、合計が５％を越えるとガラスの特性に及ぼ
す影響が大きくなりすぎ、好ましくない。

【００３１】上記４種類の各粉末材料を、ホウケイ酸ガ
ラス30〜69％、石英５〜55％、石英ガラス５〜55％、ア
ルミナ１〜５％、石英と石英ガラスの合計25〜65％とな
るように配合する。それにより、 700〜1050℃の温度範
囲での低温焼成が可能となり、焼成後に比誘電率が4.5
以下で、クリストバライトを含まない焼結体が得られ
る。

【００３２】骨材の添加量は、ガラスセラミックス材料
の焼結温度に大きく影響する。骨材として石英と石英ガ
ラスという組合わせを選択した場合、その合計量が25％
を下回ると、ホウケイ酸ガラスの量が多くなりすぎるた
め、適切な焼成温度が800 ℃より低くなり、800 ℃以上
で焼成した場合には焼結体がグリーンシートの支持体
(セッター) に融着し、焼結体を取り出すことができな
くなる。従って、焼成を800 ℃より低温で行う必要があ
るが、このように焼成温度が低いと、得られた基板の強
度が著しく低下する。一方、この酸化ケイ素質骨材の合
計量が65％を上回ると、焼結に必要なホウケイ酸ガラス
が少なくなるため焼結が不十分になり、焼結体の気孔が
多くなり、その吸水率が増大するため、基板の信頼性が
低下する。

【００３３】前述したように、熱膨張率が、石英は大き
く、石英ガラスは小さい。石英の量が５％より少ない
か、石英ガラスの量が55％を超えると、基板の熱膨張率
が小さくなりすぎる。逆に、石英の量が55％より多い
か、石英ガラスの量が５％を下回ると、基板の熱膨張率
が大きくなりすぎる。これらいずれの場合も、本発明の
セラミックス基板を、その補強のために焼成アルミナ基
板または未焼成の高強度基板材料と組合わせる場合に、
熱膨張率の不調和によって基板の反りを生じ易くなる。

【００３４】これら２成分の量は、石英20〜55％、石英
ガラス10〜30％の範囲とすることが好ましい。その場
合、ホウケイ酸ガラスの量は45〜55％とする。それによ
り、室温から350 ℃の温度範囲での平均熱膨張率が 4.5
〜８×10^-6／℃の範囲内のセラミックス基板を得ること
ができる。そして、この範囲内の量で石英と石英ガラス
の配合比を変化させることにより、得られる基板の熱膨
張率を上記範囲内で所定の値に制御することができる。

【００３５】アルミナ基板または高アルミナの高強度ガ
ラスセラミックス基板は一般に上記範囲内の熱膨張率を
有する。従って、このような熱膨張率を持った本発明の
ガラスセラミックス基板は、特に焼成アルミナ基板への
積層による多層化、または高アルミナ質の高強度ガラス
セラミックス材料との同時焼成による一体化、といった
手段で強化するのに適している。

【００３６】アルミナの添加量が１％を下回ると、アル
ミナの添加目的である焼成中のクリストバライトの析出
を完全に防止することが困難となる。一方、アルミナ添
加量が５％を越えると、基板の比誘電率が上昇する。好
ましいアルミナの添加量は２〜４％であり、より好まし
くは 2.3〜3.5 ％である。

【００３７】なお、アルミナに代えて、またはアルミナ
と一緒に、ムライト、窒化アルミニウムなどの他のアル
ミニウム含有結晶質材料を使用することもでき、その場
合の添加量も、アルミニウム酸化物換算でアルミナの添
加量と同様でよい。

【００３８】上記の４種類の粉末材料を常法によりグリ
ーンシート化し、グリーンシートを800〜1050℃の温度
で焼成すると、本発明のセラミックス基板が得られる。
焼成温度は、この範囲内で粉末材料の配合割合に応じ
て、十分に焼結が起こるように選択する。ガラスが多い
(骨材が少ない) 場合には焼成温度が低くてよく、ガラ
スが少ない (骨材が多い) 場合には比較的高めの焼成温
度とする。ガラス量が45〜55％の好ましい範囲内である
場合には、焼成温度は 850〜950 ℃でよい。

【００３９】なお、グリーンシートを焼成する前に、必
要に応じて、配線形成のためにグリーンシートに導体ペ
ーストを印刷し、ビアホールとその導体ペーストによる
孔埋めをし、多層基板とするためにグリーンシートを加
圧積層するといった周知の工程を付加してもよいことは
言うまでもない。焼成雰囲気は大気雰囲気でよいが、例
えば焼成中の導体 (例、Cu) の酸化を防止するために、
非酸化性 (還元性または不活性) 雰囲気で焼成を行うこ
ともできる。

【００４０】本発明のセラミックス基板は比誘電率が4.
5 以下、好ましくは4.2 以下と低く、クリストバライト
を含んでいない。従って、この基板は、リフロー法半田
付けによる電子部品の搭載の際に基板全体が300 ℃前後
に加熱されても、急激な体積変動によるマイクロクラッ
クの発生が起こらないので、信頼性の高いセラミックス
パッケージを製造することができる。

【００４１】前述したように、本発明のような酸化ケイ
素を骨材とするセラミックス基板は、それ単独で電子部
品を搭載するには強度が不足するため、例えば、焼成ア
ルミナ基板に積層するか、または高アルミナ質の高強度
ガラスセラミックス材料と同時焼成することにより、必
要な強度を付与することができる。このように他材と組
合わせても、導体配線に接する絶縁層を本発明の低誘電
率のセラミックス基板から構成すると、高誘電率のアル
ミナ質または高アルミナ質の層が共存しても、信号の伝
送特性は導体配線に接する材料の特性に支配されるた
め、信号の伝送損失が抑えられる。

【００４２】補強用に使用する高アルミナ質セラミック
ス材料としては、CaO-Al₂O₃-SiO₂-B₂O₃系ガラスまたは
MgO-Al₂O₃-SiO₂-B₂O₃(-R₂O: R はアルカリ金属) 系ガラ
スとアルミナ骨材とからなるもの、ならびに本発明で用
いる好適組成を持ったホウケイ酸ガラスとアルミナ骨材
とからなるものが例示される。

【００４３】本発明のセラミックス基板の熱膨張率は、
前述したように、石英と石英ガラスの配合比や、これら
とホウケイ酸ガラスとの配合比を変化させることで、強
化用に使用したアルミナ質基板または高アルミナ質ガラ
スセラミックス基板の熱膨張率に近くなるように制御す
ることができる。それにより、得られた多層化した基板
の焼成中または使用中の反りを抑制することができる。

【００４４】

【実施例】実施例で用いたホウケイ酸ガラスの組成を次
の表１に示す。

【００４５】

【表１】

【００４６】上記いずれかのホウケイ酸ガラス粉末を石
英、溶融法で製造された石英ガラス(以下、溶融石英と
いう) およびアルミナの各粉末と表２に示す割合で混合
した。各粉末はいずれも平均粒径が 0.1〜10μｍの範囲
内にあった。この混合粉末に有機バインダー (アクリル
樹脂) 、可塑剤 (ジオクチルフタレート) 、分散剤、お
よび有機溶媒 (キシレン) を加え、ボールミルで混合し
て約10,000 cpsのスラリーにした。このスラリーをドク
ターブレードにより約0.2 mm厚みのシートに成形し、10
0 ℃で10分間乾燥させてグリーンシートを得た。

【００４７】このグリーンシートを１〜10枚重ね、100
℃の熱間でプレスして一体化した。得られた積層体を大
気中800 ℃〜1050℃の温度範囲で１時間焼成して焼結さ
せ、セラミックス基板を得た。

【００４８】このセラミックス基板の吸水率をアルキメ
デス法により測定した。また、基板の比誘電率は、試験
片の両面に電極を形成し、１MHz での容量をインピーダ
ンスアナライザーにより測定して求めた。さらに、基板
の抗折強度を三点曲げ試験により、室温から350 ℃まで
の平均熱膨張率を接触式の熱膨張計により測定した。ま
た、粉末Ｘ線回折により焼結体 (基板) 中の結晶相を同
定し、クリストバライトの生成の有無を確認した。それ
らの結果を表２に併せて示す。

【００４９】

【表２】

【００５０】表２から明らかなように、本発明の範囲内
の割合で粉末材料を配合して得た焼結体は、比誘電率が
4.5 以下、ほとんどは4.2 以下と低く、石英と溶融石英
との比率により熱膨張率が制御され、緻密で気孔が少な
いため吸水率が低く、信頼性に優れたセラミックス基板
となっていることが分かる。また、焼結体中にクリスト
バライトが生成しておらず、従って、クリストバライト
による熱処理中の急激な体積変動によって基板にマイク
ロクラックが発生することがないため、基板の信頼性が
向上する。

【００５１】一方、粉末材料の配合割合が本発明の範囲
外である比較例の結果を見ると、アルミナ無添加の比較
例１では、焼成後の基板にクリストバライトが析出して
おり、350 ℃まで加熱した時に200 ℃近辺で急峻な熱膨
張率の変化が認められ、350℃までの平均熱膨張率が大
きくなった。アルミナの添加量が多すぎる比較例２およ
び９では、基板の比誘電率が4.5 を越えた。

【００５２】ホウケイ酸ガラスの量が少なすぎる (石英
＋溶融石英の合計量が多すぎる) 比較例３では、1050℃
以下の焼成温度では緻密化せず、吸水率が高いため、信
頼性の低い基板となった。逆に、ホウケイ酸ガラス量が
多すぎ (石英＋溶融石英の合計量が少なすぎる比較例４
では、800 ℃の焼成温度でも軟化し、セッターに溶着し
た。

【００５３】石英の添加量が多すぎた比較例５および溶
融石英の添加量が少なすぎた比較例８では、基板の熱膨
張率が大きなりすぎた。逆に、石英の添加量が少なすぎ
た比較例６および溶融石英の添加量が多すぎた比較例７
では、基板の熱膨張率が小さくなりすぎた。

【００５４】

【発明の効果】本発明のセラミックス基板は、 800〜10
50℃の低温焼成で焼結でき、この焼成過程でガラスから
のクリストバライトの析出が完全に防止できるため、リ
フロー法半田付けなどのために300 ℃前後の熱処理を受
けても基板の急激な体積変動が起こらず、この熱処理中
のマイクロクラックの発生が起こりにくいため、信頼性
の高い基板となる。また、比誘電率が低いため信号遅延
時間が小さく、焼成中に十分に緻密化され、吸水率が小
さいことから、この点でも信頼性が高くなる。さらに、
石英と石英ガラスとの比率を変化させることで、基板の
熱膨張率を強化用のアルミナ基板または高アルミナ質基
板に比較的近い範囲(4.5〜８×10^-6／℃）に制御でき
る。従って、本発明のセラミックス基板は、ＬＳＩ等の
電子回路の高速化に対応した高性能の基板である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】グリーンシートを 800〜1050℃で焼成し
てなるセラミックス基板であって、前記グリーンシート
を構成する粉末材料が、重量％でホウケイ酸ガラス粉末
30〜69％、石英粉末５〜55％、石英ガラス粉末５〜55
％、およびアルミナ粉末１〜５％からなり、石英粉末と
石英ガラス粉末の合計が25〜65％であり、かつ焼成後の
セラミックス基板がクリストバライト結晶を含有せず、
その比誘電率が4.5 以下であることを特徴とする、セラ
ミックス基板。
【請求項２】前記粉末材料が重量％で、ホウケイ酸ガ
ラス粉末45〜55％、石英粉末20〜55％、石英ガラス粉末
10〜30％、およびアルミナ粉末２〜４％からなり、かつ
基板の室温から350 ℃の温度範囲での平均熱膨張率が
4.5〜８×10^-6／℃の範囲内である、請求項１記載のセ
ラミックス基板。
【請求項３】前記ホウケイ酸ガラスの組成が、重量％
でSiO₂：60〜75％、B₂O₃：15〜30％、Al₂O₃:５％未満、
アルカリ金属酸化物：合計５％未満、その他の不純物：
合計５％未満である、請求項１または２記載のセラミッ
クス基板。