[发明专利]绝缘陶瓷、多层陶瓷基片和层叠的陶瓷电子部件

说明书

本发明涉及一种用于例如多层电路板中的绝缘陶瓷。本发明尤其涉及一种高频绝缘陶瓷，这种绝缘陶瓷方便地应用于例如装配有半导体装置和各种电子部件的复合多层电路板中，并能够通过与诸如铜和银之类的导电材料一起烧结而得到，本发明还涉及多层陶瓷基片、陶瓷电子部件以及层叠的陶瓷电子部件，它们都使用本发明的绝缘陶瓷。

对于加速在更高频率中使用电子设备的现代趋势正保持其发展。随着这种对于加速的要求，还要增加用于这种电子设备中的电子部件的更高的密度安装和更高密度封装。为了满足这些需求，传统上将多层电路板用作基片，其中将半导体装置和各种电子部件安装在这种基片上。在这种多层电路板上，基片为导体电路和电子部件功能器件提供设置的地方，因此使电子设备进一步最小化。

传统上已经使用氧化铝作为构成多层电路板的材料。

氧化铝具有相对高的1500摄氏度到1600摄氏度的焙烧温度，但是一般必须将诸如Mo，Mo-Mn和W之类的耐火金属用作设置在这种由氧化铝构成的多层电路板内的导电电路的材料。但是，这种耐火金属具有高电阻。

因此强烈需要使用诸如铜之类的金属作为导电金属，这种金属具有更低的电阻，并且可以以低于耐火金属的成本得到。为了将铜用作导电材料，已经开发了对能够通过在1000摄氏度或更低的温度下焙烧得到的玻璃陶瓷或结晶玻璃的使用(例如，第5-238774号日本未审查专利公告)。

但是这种能够在低温下得到的已知的基片材料机械强度低，而且Q值低，而且焙烧处理趋向于影响这种材料的沉积结晶相类型和比例。

相应地，本发明的一个目的是提供一种能够解决传统技术中的问题，能够通过在低温焙烧而得到，能够通过与熔点相对较低的诸如银和铜之类的导电材料一起焙烧而得到，具有令人满意的机械强度和高Q值，并且对于沉积结晶相的类型和比例不敏感的绝缘陶瓷。

本发明的另一个目的是提供一种多层陶瓷基片，陶瓷电子部件和层叠的陶瓷电子部件，它们都是由绝缘陶瓷构成的，具有另一方面的机械强度和高Q值，并且对于沉积结晶相的类型和比例不敏感。

在为解决上述问题进行了精深研究之后，本发明人发现作为主结晶相的MgAl₂O₄结晶相和Mg₃B₂O₆结晶相和/或Mg₂B₂O₅结晶相的沉积能够产生更高的Q值和更高的可靠性。这是因为除了MgAl₂O₄结晶相以外，Mg₃B₂O₆结晶相和/或Mg₂B₂O₅结晶相作为主结晶相的沉积使玻璃中的硼稳定，因此改进了可靠性和可烧结性。以这些发现为基础完成了本发明。

具体地说，从宽的方面讲，本发明提供了一种绝缘陶瓷，包含MgO-MgAl₂O₄陶瓷和硼硅玻璃的焙烧混合物，其中所述焙烧混合物中，MgAl₂O₄结晶相和Mg₃B₂O₆结晶相与Mg₂B₂O₅结晶相中的至少一个是主结晶相。在本文中，“主”意思是存在的晶相，MgAl₂O₄结晶相和Mg₃B₂O₆和/或Mg₂B₂O₅结晶相有最多量。

本发明中使用的硼硅玻璃最好包括氧化硼、氧化硅、氧化镁和碱金属氧化物。对MgO-MgAl₂O₄与玻璃成份(包含至少氧化硼(B₂O₃)，氧化硅(SiO₂)，氧化镁(MgO)和碱金属氧化物(e.g.,Na₂O,K₂O or Li₂O))的结合使用允许MgAl₂O₄结晶相和Mg₃B₂O₆结晶相和/或Mg₂B₂O₅结晶相作为主结晶相沉积，由此产生高Q值。