[发明专利]低温烧结陶瓷材料、陶瓷烧结体以及陶瓷电子部件

说明书

本发明提供一种能够谋求低介电常数化以及高强度化的低温烧结陶瓷材料、以及使该低温烧结陶瓷材料烧结而得到的陶瓷烧结体。低温烧结陶瓷材料或陶瓷烧结体包含：换算为SiO₂为65重量份以上且80重量份以下的Si；换算为BaO为5重量份以上且25重量份以下的Ba；换算为Al₂O₃为1重量份以上且10重量份以下的Al；换算为MnO为0.1重量份以上且5重量份以下的Mn；换算为B₂O₃为0.1重量份以上且5重量份以下的B；以及换算为Li₂O为0.1重量份以上且小于3重量份的Li。该陶瓷烧结体例如可有利地利用于多层电路基板(1)或耦合器那样的陶瓷电子部件。

技术领域

本发明涉及低温烧结陶瓷材料、使该低温烧结陶瓷材料烧结而得到的陶瓷烧结体、以及使用陶瓷烧结体构成的陶瓷电子部件，特别是，涉及用于谋求陶瓷烧结体中的低介电常数化以及高强度化的改良。

背景技术

作为在高频电子电路中应用的陶瓷电子部件用的电绝缘性材料，开发了一种能够与电阻率小的Ag、Cu等低熔点金属材料进行共烧的低温烧结陶瓷(LTCC：Low TemperatureCofired Ceramic)材料，并已被实用化。

一般来说，作为构成多层布线基板、耦合器、电感器等电子部件中的陶瓷层的陶瓷烧结体，为了抑制电信号的延迟、电磁相互干扰、电损耗而期望低介电常数的陶瓷烧结体。

作为满足这些要求的材料，例如，如日本专利第4569000号公报(专利文献1)记载的那样，有在SiO₂填料中加入了包含大量SiO₂的玻璃的玻璃类陶瓷材料。在专利文献1记载的材料中，通过使用富含SiO₂的玻璃，从而其烧结体的相对介电常数实现了3～3.9这样的低介电常数。

如专利文献1记载的玻璃类陶瓷材料由于玻璃在高温的粘性高，所以脱脂性差。因此，一般在大气中进行烧成。在该情况下，作为共烧的导体材料，通常使用Ag。另一方面，若在还原性环境中对这样的玻璃类陶瓷材料进行烧成，则脱脂不充分，不能致密地烧结。

在此，若关注前述的多层布线基板、耦合器、电感器等电子部件，则可以想到今后会进一步发展小型化以及薄型化。因此，为了应对该情况，作为共烧的导体材料，与由于迁移等而可靠性存在问题的Ag相比，Cu更有希望。不过，为了与Cu导体进行共烧，需要在还原性环境中对陶瓷材料进行烧成。但是，如果还原性环境中的烧成是必须的，则如前述的专利文献1记载的玻璃类陶瓷材料并不适合。

此外，根据由本申请的发明人实施的测定实验，在专利文献1记载的陶瓷材料的烧结体的机械强度为100Mpa，非常低，因此存在缺乏可靠性之虞。

另一方面，例如在日本专利第4883224号公报(专利文献2)以及日本特开2002-29827号公报(专利文献3)中，记载了一种能够在大气中进行与Cu导体的共烧的低温烧结陶瓷材料。

在专利文献2记载的低温烧结陶瓷材料是以SiO₂-BaO-Al₂O₃为主成分并向其中添加微量的MnO、TiO₂以及MgO等而构成的。在专利文献3记载的低温烧结陶瓷材料以MgAl₂O₄为填料，并向其中混合了SiO₂-B₂O₃-Al₂O₃-MgO类玻璃粉末。在这些专利文献1以及2记载的低温烧结陶瓷材料的烧结体以石英(SiO₂)以及钡长石(BaAl₂Si₂O₈)等为主结晶。

在这些专利文献2以及3记载的陶瓷烧结体具有比较高的机械强度。