特表 2022-532845 高周波用途用Ｍ７ ＬＴＣＣ－銀システム及び関連する誘電体組成物

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-07-20

(54)【発明の名称】高周波用途用Ｍ７ ＬＴＣＣ－銀システム及び関連する誘電体組成物

(51)【国際特許分類】

   C04B 35/20 20060101AFI20220712BHJP

   C04B 35/622 20060101ALI20220712BHJP

   H01B 3/12 20060101ALI20220712BHJP

   H01B 1/22 20060101ALI20220712BHJP

   H01B 1/00 20060101ALI20220712BHJP

【ＦＩ】

C04B35/20

C04B35/622

H01B3/12 333

H01B3/12 336

H01B1/22 A

H01B1/00 H

H01B1/00 L

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021562773

(86)(22)【出願日】2021-02-04

(85)【翻訳文提出日】2021-10-20

(86)【国際出願番号】 US2021016566

(87)【国際公開番号】W WO2021158756

(87)【国際公開日】2021-08-12

(31)【優先権主張番号】62/970,522

(32)【優先日】2020-02-05

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】63/145,130

(32)【優先日】2021-02-03

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】503468695

【氏名又は名称】フエロ コーポレーション

(74)【代理人】

【識別番号】100092901

【弁理士】

【氏名又は名称】岩橋 祐司

(72)【発明者】

【氏名】トーミー，エレン エス．

(72)【発明者】

【氏名】マーリー，ピーター

(72)【発明者】

【氏名】マ，チャオ

(72)【発明者】

【氏名】マロニー，ジョン

(72)【発明者】

【氏名】ヤン，イー

(72)【発明者】

【氏名】ブラウン，オーヴィル ダブリュー．

(72)【発明者】

【氏名】スリダーラン，スリニバサン

【テーマコード（参考）】

5G301

5G303

【Ｆターム（参考）】

5G301DA03

5G301DA33

5G301DA34

5G301DA42

5G301DD01

5G303AA10

5G303AB06

5G303AB07

5G303AB08

5G303AB10

5G303BA12

5G303CA01

5G303CA03

5G303CB02

5G303CB06

5G303CB11

5G303CB16

5G303CB17

5G303CB30

5G303CC08

5G303CD01

5G303CD04

5G303CD06

(57)【要約】

ＬＴＣＣ装置は、マグネシウム－ケイ素酸化物ホストを有する誘電体材料を焼成時に形成する前駆体材料の混合物を含む誘電体組成物から製造される。ＬＴＣＣ導体に関連するＡｇシステムについても記載する。
【選択図】なし

【特許請求の範囲】

【請求項1】

（ａ）１． ４９～６５ｗｔ％ＭｇＯ、及び
２． ３５～５１ｗｔ％ＳｉＯ_２、を含み、
３． いかなる形態にある、鉛、カドミウム、亜鉛、マンガン、ビスマス、チタン、ヒ素、及び水銀のうちの少なくともいずれか１つを含まない、
８５～９５ｗｔ％のか焼ホストと、
（ｂ）１． ２．５～６ｗｔ％Ｈ_３ＢＯ_３、
２． ０．０１～０．１ｗｔ％ＣｕＯ、
３． ０．５～３ｗｔ％の少なくとも１つのフッ化アルカリ、及び
４． ３～７ｗｔ％の少なくとも１つのアルカリ土類フッ化物、
を含む添加物と、を含み
（ｃ）いかなる形態にある、鉛、カドミウム、亜鉛、マンガン、ビスマス、チタン、ヒ素、及び水銀のうちの少なくともいずれか１つを含まず、
（ｄ）（ａ）と（ｂ）の合計が１００重量パーセントである、組成物。

【請求項2】

（ａ）前記か焼ホストは、
１． ５３～６１ｗｔ％ＭｇＯ、及び
２． ３９～４７ｗｔ％ＳｉＯ_２、を含み、
３．いかなる形態にある、鉛、カドミウム、亜鉛、マンガン、ビスマス、チタン、ヒ素、及び水銀のうちの少なくともいずれか１つを含まず、
（ｂ）前記添加物は、
１． ３～５ｗｔ％Ｈ_３ＢＯ_３、
２． ０．０５～０．５ｗｔ％ＣｕＯ、
３． ０．８～１．９ｗｔ％の少なくとも１つのフッ化アルカリ、及び
４． ３．８～５．４ｗｔ％の少なくとも１つのアルカリ土類フッ化物、を含む、
請求項１に記載の組成物。

【請求項3】

（ａ）前記か焼ホストは、
１． ５６～５９ｗｔ％ＭｇＯ、及び
２． ４１～４４ｗｔ％ＳｉＯ_２、を含み、
３．いかなる形態にある、鉛、カドミウム、亜鉛、マンガン、ビスマス、チタン、ヒ素、及び水銀のうちの少なくともいずれか１つを含まず、
（ｂ）前記添加物は、
１． ３．３～４．５ｗｔ％Ｈ_３ＢＯ_３、
２． ０．１～０．３ｗｔ％ＣｕＯ、
３． １～１．６ｗｔ％の少なくとも１つのフッ化アルカリ、及び
４． ４～５．１ｗｔ％の少なくとも１つのアルカリ土類フッ化物、を含む、
請求項１又２に記載の組成物。

【請求項4】

前記組成物が８７～９２ｗｔ％の前記か焼ホストを含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の組成物。

【請求項5】

前記組成物が８８～９１ｗｔ％の前記か焼ホストを含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の組成物。

【請求項6】

前記少なくとも１つのアルカリフッ化物がフッ化リチウムを含み、
前記少なくとも１つのアルカリ土類フッ化物がフッ化カルシウムを含む、請求項１～５のいずれか一項に記載の組成物。

【請求項7】

前記組成物が、いかなる形態にある、鉛、カドミウム、亜鉛、マンガン、ビスマス、チタン、ヒ素、及び水銀のすべてを含まない、請求項１～６のいずれか一項に記載の組成物。

【請求項8】

（ａ）請求項１～７のいずれか一項に記載の組成物を含む、４９．１３～５６．８７ｗｔ％の誘電体粉末と、
（ｂ）トリメチレングリコールビス（２－エチルヘキサノエート）を含む、２．６２～３．６１ｗｔ％の可塑剤と、
（ｃ）エタノール、キシレン、及びメチルエチルケトンからなる群から選択される、３３．４６～３８．１２ｗｔ％の少なくとも１つの溶媒と、
（ｄ）ポリビニルブチラールを含む、６．４５～８．８５ｗｔ％樹脂と、を含み、
（ｅ）（ａ）～（ｄ）の合計が１００重量パーセントである、
誘電体テープ又はペーストを形成するためのスリップ。

【請求項9】

前記少なくとも１つの溶媒がエタノール、キシレン、及びメチルエチルケトンのすべてを含む、請求項８に記載のスリップ。

【請求項10】

（ａ）０．６～０．８μｍの範囲にある粒子径Ｄ_５０を有する、１１．５～１３．２ｗｔ％第１の銀フレークと、
（ｂ）３～５μｍの範囲にあるＤ_５０を有する、１１．５～１３．２ｗｔ％第１の銀粉末と、
（ｃ）０．７～２μｍの範囲にあるＤ_５０を有する、３７～４３ｗｔ％第２の銀粉末と、
（ｄ）請求項１～７のいずれかに記載の組成物を含む、３～６ｗｔ％誘電体粉末と、
（ｅ）２～４．５ｗｔ％ガラスフリットと、
（ｆ）２５．１～３６．４ｗｔ％有機ビヒクルと、を含み、
（ｇ）（ａ）～（ｆ）の合計が１００重量パーセントである、
銀ペースト。

【請求項11】

（ａ）１２．３９ｗｔ％第１の銀フレークと、
（ｂ）１２．３９ｗｔ％第１の銀粉末と、
（ｃ）４０．２６ｗｔ％第２の銀粉末と、
（ｄ）１．４３ｗｔ％誘電体粉末と、
（ｅ）６．８０ｗｔ％ガラスフリットと、
（ｆ）２６．７３ｗｔ％有機ビヒクルと、を含み、
（ｇ）（ａ）～（ｆ）の合計が１００重量パーセントである、
銀ペースト。

【請求項12】

（ａ）０．７～２μｍの範囲にあるＤ_５０を有する、４０～５０ｗｔ％第２の銀粉末と、
（ｂ）０．２～５μｍの範囲にあるＤ_５０を有する、２３～２５ｗｔ％第３の銀粉末と、
（ｃ）請求項１～７のいずれかに記載の組成物を含む、７～１１ｗｔ％誘電体粉末と、
（ｄ）２３．７～２９．８ｗｔ％有機ビヒクルと、を含み、
（ｅ）（ａ）～（ｄ）の合計が１００重量パーセントである、
銀ペースト。

【請求項13】

（ａ）０．７～２μｍの範囲にあるＤ_５０を有する、４２～４７ｗｔ％第２の銀粉末と、
（ｂ）０．２～５μｍの範囲にあるＤ_５０を有する、２３．５～２４．５ｗｔ％第３の銀粉末と、
（ｃ）請求項１～７のいずれかに記載の組成物を含む、１～３ｗｔ％誘電体粉末と、
（ｄ）６～９ｗｔ％ガラスフリットと、
（ｅ）２３．８～２９．７ｗｔ％有機ビヒクルと、を含み、
（ｆ）（ａ）～（ｅ）の合計が１００重量パーセントである、
銀ペースト。

【請求項14】

（ａ）１．５～３．５μｍの範囲にある平均粒子径を有する、２１．５～２８．５ｗｔ％第４の銀粉末と、
（ｂ）２．５～４μｍの範囲にある平均粒子径を有する、３７．１～４１．９ｗｔ％第５の銀粉末と、
（ｃ）１．３１～４．５ｗｔ％ホウケイ酸ガラスフリットと、
（ｄ）１１．９４～２３．２５ｗｔ％有機ビヒクルと、
（ｅ）１３．５～１７．５ｗｔ％コーディエライト粉末と、を含み、
（ｆ）（ａ）～（ｅ）の合計が１００重量パーセントである、
銀ペースト。

【請求項15】

（ａ）２４．７９～２５．１８ｗｔ％第４の銀粉末と、
（ｂ）４１．２１～４１．８６ｗｔ％第５の銀粉末と、
（ｃ）１．４８～２．１８ｗｔ％ホウケイ酸ガラスフリットと、
（ｄ）１７．４４～１８．７３ｗｔ％有機ビヒクルと、
（ｅ）１３．１０～１４．０５ｗｔ％石英粉末と、を含み、
（ｆ）（ａ）～（ｅ）の合計が１００重量パーセントである、
銀ペースト。

【請求項16】

（ａ）請求項１～７のいずれかに記載の組成物と、
（ｂ）請求項１０～１５のいずれかに記載の導体との
焼結された複数の交互の層を含むＬＴＣＣ部品。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、誘電体組成物（dielectric composition）に関し、より具体的には、ＧＨｚ高周波数で非常に高いＱ値（Q factor）を有すると共に、貴金属の金属化を伴う低温同時焼成セラミック（ＬＴＣＣ；low temperature co-fired ceramic）用途において使用可能な、誘電率（dielectric constant）Ｋ＝４～１２又は代替的に約５０以下を示すマグネシウム－ケイ素－カルシウム酸化物系の誘電体組成物に関する。

【0002】

本発明者らは、５Ｇワイヤレス用途及び他の高周波数用途（５Ｇ周波数範囲：３～６ＧＨｚ及び２０～１００ＧＨｚ）用で、９００℃未満、例えば８２５～８５０℃で焼成する環境に優しい（鉛フリー、カドミウムフリー、及びフタル酸塩（fhthalate）フリー）ＬＴＣＣ－銀コファイラブル（cofirable）システムの開発を試みた。

【背景技術】

【0003】

ワイヤレス用途におけるＬＴＣＣシステム用の最先端の材料は、誘電率Ｋ＝４～８であると共に、１ＭＨｚの測定周波数で約５００～１，０００のＱ値を有する誘電体を含む。これは一般に、セラミックの低温（８７５℃以下）緻密化を可能にする高濃度のＢａＯ－ＣａＯ－Ｂ_２Ｏ_３低軟化温度ガラスと混合されたセラミック粉末を使用することによって達成される。このような大量のガラスは、前記セラミックのＱ値を低下させるという望ましくない効果を及ぼし得る。

【0004】

Ｆｅｒｒｏ Ａ６Ｍ、Ａ６ＭＥ、及びＬ８並びにＤｕＰｏｎｔ（商標）９Ｋ７及び９５１を含む最先端のコファイラブルＬＴＣＣ／Ａｇシステムが市場に存在するが、これらのシステムは、強度が低く、熱伝導率が低く、かつ誘電損失が大きい。さらに、損失は、広い周波数範囲にわたって本発明のシステムの損失ほど安定していない。

【発明の概要】

【0005】

本発明は、誘電体組成物及び関連するＡｇ導体に関し、より具体的には、高周波数（ＧＨｚ）で高いＱ値を有すると共に、貴金属の金属化を伴う低温同時焼成セラミック（ＬＴＣＣ）用途において使用可能な、誘電率Ｋ＝５～１０を示すマグネシウム－ケイ酸塩－カルシウム系誘電体組成物のシステムに関する。Ｑ値は、誘電正接（dielectric loss tangent）（Ｄｆ）の逆数である。Ｑｆ値は、通常ＧＨｚ範囲の周波数における、誘電体の質を表すために使用されるパラメータである。Ｑｆは、測定周波数ｆ（ＧＨｚ）にその周波数でのＱ値を乗じる、Ｑｆ＝Ｑ×ｆとして表すことができる。高周波数用途向けに、１０ＧＨｚを超える周波数において５００よりも高い又は１０００さえも超える非常に高いＱ値を有する誘電体材料の需要が高まっている。

【0006】

概して、本発明のセラミック材料は、適量のＭｇＯ及びＳｉＯ_２（又は前述の前駆体）を混合し、これらの材料を水性媒体中で約０．２～５．０ミクロン（micron）の粒径Ｄ_５０まで一緒に粉砕する（milling）ことによって作製されるホストを含む。このスラリーを乾燥し、約８００～１２５０℃でか焼（calcined）して、ＭｇＯ及びＳｉＯ_２を含むホスト材料（host material）を形成する。次に、得られたホスト材料を機械的に微粉化し（pulverized）、融剤（fluxing agent）と混合し、再度水性媒体中で約０．５～１．０μｍの粒径Ｄ_５０まで粉砕する。粉砕したセラミック粉末を乾燥、微粉化し、細かく分割した粉末を生成する。得られた粉末を円筒形のペレットにプレスし、約７５０～約９００℃、好ましくは約７７５～約８７５℃、より好ましくは約８２５～約８５０℃の温度で焼成することができる。

【0007】

焼成が行われる時間は、約１～約５０分、好ましくは約５～約３０分、より好ましくは約１０～約５０分間である。

【0008】

本発明の実施形態は、以下のいずれか又はすべてを含まない、好ましくはすべてを含まないマグネシウム－ケイ素－酸化物ホスト材料を焼成時に形成する前駆体材料の混合物を含む組成物である：鉛、カドミウム、亜鉛、マンガン、ビスマス、チタン、ヒ素、及び水銀。ホストは、それ自体で、又は他の金属含有化合物、例えば、Ｃａ及び／もしくはＬｉの酸化物もしくはフッ化物等の酸化物もしくはフッ化物、と組み合わせて、誘電体材料を形成することができる。

【0009】

本発明のすべての組成物は、いずれかの化学的又は物理的形態において、鉛、カドミウム、亜鉛、マンガン、ビスマス、チタン、ヒ素のうちの少なくとも１つを含まない。好ましい実施形態において、組成物は、前述のうちの２つ以上を含まず、最も好ましい実施形態においては、すべてを含まない。有機部（organic portion）はフタル酸塩を含まない。

【0010】

本発明の実施形態は、ＷＯ２０２０－０１４０３５に開示される２つ以上のホスト又はホストの選択を含むことができ、共通に所有され、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

【0011】

本発明の誘電体材料は、本明細書に開示される８５～９５ｗｔ％のホスト材料と、（ａ）Ｈ_３ＢＯ_３又はＢ_２Ｏ_３、（ｂ）少なくとも１つのフッ化アルカリ、（ｃ）少なくとも１つのアルカリ土類フッ化物、及び（ｄ）ＣｕＯとを合わせて混合焼成して得られる。Ｆ含有塩と、種々のＬｉ含有もしくはＣａ含有塩又は酸化物との種々の組み合わせは、本発明の最終生成物中の所望のレベルのＬｉ、Ｃａ、及びＦとなるように組み合わせることができる。本明細書に開示されるすべての本発明の組成物及びそれらの中間体は、鉛、カドミウム、亜鉛、マンガン、ビスマス、チタン、ヒ素をいかなる形態においても含まない。

【0012】

導体（Conductors）

【0013】

特性が上記の表に示されているＡｇ導体ペースト（表面、埋め込み（buried）及びビア）の処方物は、表４～６に提示されている。Ａｇ導体は、Ａｇ粉末をフィラー材料（セラミック及び／又はガラス）、有機ビヒクル（organic vehicle）、分散剤、及び溶媒と混合し、３ロールミル（3-roll milling）で厚膜ペーストを形成し、セラミックグリーンテープ（ceramic green tape）上にスクリーン印刷し、そして１２５℃で乾燥することによって作製される。多層部は、Ａｇ印刷グリーンテープ層を積層し、アイソスタティックラミネート（isostatically laminating）し、その後８２５～８５０℃で空気中で焼成することによって作製される。

【0014】

銀導体ペーストは、銀フレーク（silver flake(s)）、銀粉末、本明細書に開示される誘電体処方物を含むことができるガラスフリット組成物、及び有機成分を含むことができる。有機成分には、ビヒクル、溶媒及び乳化剤が含まれる。

【0015】

有用な銀構成成分を以下の表１に表す。

【0016】

【表1】

【0017】

上記の表において、Ｄ_５０又は平均粒子径（Ａｖｅ．ＰＳ：Average Particle Size）の測定値は、列ごとに本発明の実施形態を形成するものとして理解されるべきではない。各粒子（フレーク又は粉末）は別個に考慮されるべきであり、本発明の様々な実施形態は、表に記載されたフレーク又は粉末のうちの１つ又は複数を使用する銀導体を含むことができる。

【0018】

ゼロ重量パーセントで境界付けられた各組成範囲について、その範囲は、０．０１重量％又は０．１重量％の下限を有する範囲も示すと見なされる。６０～９０重量％Ａｇ＋Ｐｄ＋Ｐｔ＋Ａｕなどの教示は、言及された成分のいずれか又はすべてが、合計して記載された範囲となる組成で存在できることを意味する。

【0019】

別の実施形態において、本発明は、本明細書に開示されるいずれかの誘電体ペーストを基板（基体）（substrate）に適用する（塗布する）（applying）工程と、誘電体材料を焼結するのに十分な温度で基板を焼成する工程と、を含む電子部品を形成する方法に関する。

【0020】

別の実施形態において、本発明は、本明細書に開示されるいずれかの誘電体材料の粒子を基板に適用する工程と、誘電体材料を焼結するのに十分な温度で基板を焼成する工程と、を含む電子部品を形成する方法に関する。

【0021】

別の実施形態において、本発明の方法は、以下を含む電子部品を形成する工程を含む：
（ａ１）本明細書に開示されるいずれかの誘電体組成物を基板に適用する工程、又は
（ａ２）本明細書に開示されるいずれかの誘電体組成物を含むテープを基板に適用する工程、又は
（ａ３）本明細書に開示されるいずれかの誘電体組成物の複数の粒子を成形して、モノリシック複合基板（monolithic composite substrate）を形成する工程、及び
（ｂ）誘電体材料を焼結するのに十分な温度で基板を焼成する工程。

【0022】

本発明による方法は、７よりも高い誘電率を有する本明細書に開示されるいずれかの誘電体材料の少なくとも１つの層を、７未満の誘電率を有するテープ又はペーストの少なくとも１つの互い違いとなる別個の層（alternating separate layer）と組み合わせて、同時焼成して、互い違いの層が異なる誘電率を有する多層基板（multi-layer substrate）を形成する方法である。

【0023】

本明細書の各数値（パーセンテージ、温度等）の前には「約」(about)が付いていると推定されることを理解されたい。本明細書のいずれかの実施形態において、誘電体材料は、異なる相、例えば結晶性及びアモルファス、をｍｏｌ％（モル％）又はｗｔ％（重量％）のいずれかで表される任意の比率、例えば１：９９～９９：１（結晶性：アモルファス）、で含むことができる。他の比率には、１０：９０、２０：８０、３０：７０、４０：６０、５０：５０、６０：４０、７０：３０、８０：２０、及び９０：１０、並びにその間のすべての値が含まれる。一実施形態において、誘電体ペーストは、１０～３０ｗｔ％の結晶性誘電体及び７０～９０ｗｔ％のアモルファス誘電体を含む。

【0024】

本発明の前述の特徴及び他の特徴は、以下においてより十分に説明され、特に特許請求の範囲において指摘され、以下の説明は、本発明の特定の例示的な実施形態を詳細に記載するが、これらは、本発明の原理を使用することができる様々な方法のうちのいくつかだけを表示するにすぎない。

【発明の詳細な説明】

【0025】

ＬＴＣＣ（低温同時焼成セラミック）は、比較的低い焼成温度（１０００℃未満）で、Ａｇ、Ａｕ、ＰｔもしくはＰｄ、又はこれらの組み合わせ等の低抵抗金属導電体と同時焼成（共焼成）される多層ガラスセラミック基体技術である。その主な組成がガラス及びアルミナ又は他のセラミックフィラーからなることがあるため、「ガラスセラミック」（Glass Ceramics）と呼ばれることもある。一部のＬＴＣＣ処方物は再結晶ガラスである。本明細書のガラスは、インシツ（in situ）で形成され得るか、又は組成物に添加され得るフリットの形態で提供することができる。

【0026】

誘電体材料のスラリーから成型（cast）されたテープが切断され、ビア（via）として知られる孔を形成して層間の電気的接続を可能にする。ビアには、本明細書に開示されるいずれかの銀ペースト等の導電性ペーストが充填される。次に、回路パターンが、必要に応じて同時焼成抵抗とともに印刷される。印刷基板の複数の層が積層される。スタックが加熱及び加圧され、複数の層が１つに結合される。次に、低温（＜１０００℃、又は＜９００℃）焼結が行われる。焼結スタックは最終的な寸法に切断され、必要に応じて後焼成処理が完了される。

【0027】

自動車用途に有用な多層構造は、約５つのセラミック層、例えば、３～７又は４～６、を有することができる。ＲＦ用途において、構造は１０～２５のセラミック層を有することができる。配線基板として、５～８のセラミック層を使用することができる。

【0028】

［誘電性ペースト］誘電体層を形成するためのペーストは、本明細書に開示されるように、有機ビヒクル（organic vehicle）を原料の誘電体材料と混合することによって得ることができる。また、上述のように、焼成時にそのような酸化物及び複合酸化物に変換する前駆体化合物（例えば、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、リン酸塩）も有用である。誘電体材料は、これらの酸化物を含む化合物、又はこれらの酸化物の前駆体を選択し、それらを適切な比率で混合することによって得られる。原料の誘電体材料中のこのような化合物の比率は、焼成後に所望の誘電体層組成物が得られるように決定される。（本明細書のいずれかに開示されるように）原料の誘電体材料は、一般に、約０．１～約３ミクロン、より好ましくは約１ミクロン以下の平均粒子径（mean particle size）を有する粉末形態で使用される。

【0029】

［有機ビヒクル］本明細書のペーストは有機部（organic portion）を含む。有機部は、有機溶媒中のバインダ又は水中のバインダである有機ビヒクルであるか、又は有機ビヒクルを含む。バインダは、グリーンペースト又はテープの所望のグリーン強度又は他の所望の特性を与えるように選択される。エチルセルロース、ポリビニルブタノール、エチルセルロース、及びヒドロキシプロピルセルロース、並びにこれらの組み合わせ等のバインダが溶媒と合わせて適当である。アクリル樹脂等の樹脂はビヒクルに使用することができる。有機溶媒は、特定の適用方法（すなわち、テープキャスティング、印刷又はシーティング（sheeting））に従って、例えばトリプロピレングリコールｎ－ブチルエーテル及びジプロピレングリコールジベンゾエート等のエステルアルコール、ブチルカルビトール、アセトン、トルエン、エタノール、ジエチレングリコールブチルエーテル等の他の溶媒；２，２，４－トリメチルペンタンジオールモノイソブチレート（テキサノール（Texanol）（登録商標））；α－テルピネオール；β－テルピネオール；γ－テルピネオール；トリデシルアルコール；ジエチレングリコールエチルエーテル（カルビトール（Carbitol）（登録商標））、ジエチレングリコールブチルエーテル（ブチルカルビトール（Butyl Carbitol）（登録商標））及びプロピレングリコール；並びにこれらの混合物等の有機溶媒から選択することができる。テキサノール（登録商標）の商品名で販売されている製品は、テネシー州キングズポート（Kingsport）にあるイーストマンケミカル社（Eastman Chemical Company）から入手することができる；ダウワノール（Dowanol）（登録商標）及びカルビトール（登録商標）の商品名で販売されている製品は、ミシガン州ミッドランド（Midland）にあるダウケミカル社（Dow Chemical Co.）から入手することができる。ヒマシ油（castor）又はその水素添加誘導体等のレオロジー剤（チキソトロピー剤）が含まれ得る。本発明の有機物はフタル酸塩を含まない。

【0030】

［フィラー］異なる誘電体組成物のテープ層間の膨張の不整合を最小限に抑えるために、コーディエライト、アルミナ、ジルコン、フューズドシリカ、アルミノケイ酸塩、及びこれらの組み合わせ等のフィラーを、本明細書の１つ又は複数の誘電体ペーストに１～３０ｗｔ％、好ましくは２～２０ｗｔ％、より好ましくは２～１５ｗｔ％の量で添加することができる。

【0031】

［焼成］次に、誘電体スタック（２つ以上の層）が、内部電極層形成ペースト中の導体の種類に従って決定される雰囲気中で焼成される。本明細書における目的とする導体は、銀、貴金属を含み、したがって、本明細書における導体は周囲雰囲気（ambient atmosphere）中で焼成することができる。

【0032】

本明細書に開示されるＬＴＣＣ組成物及び装置の用途には、バンドパスフィルタ、（ハイパス又はローパス）、セルラー用途を含むテレコミュニケーション（telecommunication）用の無線送信機及び受信機、電力増幅器モジュール（ＰＡＭ）、ＲＦフロントエンドモジュール（ＦＥＭ）、ＷｉＭＡＸ２モジュール、ＬＴＥ－ａｄｖａｎｃｅｄモジュール、トランスミッションコントロールユニット（ＴＣＵ）、電子パワーステアリング（ＥＰＳ）、エンジンマネジメントシステム（ＥＭＳ）、種々のセンサーモジュール、レーダーモジュール、圧力センサー、カメラモジュール、スモールアウトラインチューナーモジュール、装置及び部品用薄型プロファイルモジュール、並びにＩＣテスターボードが含まれる。バンドパスフィルタには、２つの主要部、１つはコンデンサ、もう１つはインダクタ、が含まれる。低Ｋ材料はインダクタの設計には適しているが、十分な静電容量を生成するためにより多くのアクティブ領域を必要とするためコンデンサの設計には適していない。高Ｋ材料はその逆の結果となる。

【実施例】

【0033】

以下の実施例は、本発明の好ましい態様を例示するために提供され、本発明の範囲を限定することを意図するものではない。

【0034】

以下の表２に示すように、適量のＭｇ（ＯＨ）_２、及びＳｉＯ_２を混合し、次に、水性媒体中で、約０．２～１．５μｍの粒子径Ｄ_５０まで合わせて粉砕する。このスラリーを乾燥し、次に約８００～１２５０℃で約１～１０時間か焼して（calcine）、ＭｇＯ及びＳｉＯ_２を含むホスト材料を形成する。次に、得られたホスト材料を機械的に微粉化し、融剤及びドーパント（表３参照）と混合し、再び水性媒体中で約０．５～１．０μｍの粒子径Ｄ_５０まで粉砕する。粉砕したセラミック粉末を乾燥及び微粉化して、細かく分割した粉末を製造する。得られた粉末を円筒形のペレットにプレスし、約８２５～８８０℃の温度範囲で約３０分間焼成する。処方物（formulation）は重量パーセントで示される。

【0035】

【表2】

【0036】

【表3】

【0037】

Ｍ７ ＬＴＣＣ誘電体の８２５℃焼成特性を表４にまとめる。（表２及び３に開示される）Ｍ７誘電体粉末を分散剤、バインダ、可塑剤、及び溶媒と組み合わせて、微粉化し、約０．５～１．０μｍの粒子径Ｄ_５０まで粉砕してキャスタブルスリップ（castable slip）を形成し、スリップをマイラーキャリアフィルム（mylar carrier film）上にキャスティングし、乾燥させて、厚さ５０～１２５ミクロンの柔軟でパンチ可能なセラミックグリーンテープを形成することによって、グリーンテープは作製される。

【0038】

【表4】

【0039】

グリーンテープスリップ処方物を表５に示す。０．１５～０．５１ｍｍの範囲の直径を有するビア孔をセラミックグリーンテープに開け、Ａｇペーストを充填して、セラミック層間の電気的接続を可能にする。導体（表面、埋め込み、ビア）は、グリーンテープにスクリーン又はステンシルで印刷され、複数の印刷層が３０００ｐｓｉ／７０℃／１０分で合わせて積層されて多層部を形成し、８２５～８５０℃で焼成してセラミックテープ及びＡｇ導体を緻密化する。

【0040】

【表5】

【0041】

グリーンテープと融和性があり、８２５～８５０℃で同時焼成可能な（cofirable）厚膜Ａｇ導体ペーストも開発された。同時焼成されたＡｇ導体の特性を表６にまとめる。表面のＡｇ導体は、無電解Ｎｉ及びＡｕめっき可能に設計される。

【0042】

【表6】

【0043】

上記の表６に特性が示されているＡｇ導体ペースト（表面、埋め込み及びビア）の処方物を表７～９に提示する。Ａｇ導体は、Ａｇ粉末と、フィラー材料（セラミック及び／又はガラス）、有機ビヒクル、分散剤、及び溶媒とを合わせて混合し、次に３ロールミルで厚膜ペーストを形成し、セラミックグリーンテープにスクリーン印刷して、その後１２５℃で乾燥することによって作製される。ＥＧ２８０７ガラス粉末及びＬ８ ＶＷＧガラス粉末は、オハイオ州クリーブランドのフエロ社（Ferro Corporation）から市販されている。多層部は、Ａｇ印刷グリーンテープ層を積層してアイソスタティックラミネートし、その後、空気中で８２５～８５０℃で焼成することによって作製される。

【0044】

【表7】

【0045】

【表8】

【0046】

【表9】

【0047】

本発明のペースト又はテープが製造される有機ビヒクルを表１０及び１１に示す。

【0048】

【表10】

【0049】

【表11】

【0050】

別の実施形態において、表１２に示すように、表面Ａｇ導体ペーストは、１１．５～１３．２ｗｔ％の第１の銀フレーク、１１．５～１３．２ｗｔ％の第１の銀粉末、及び３７～４３ｗｔ％の第２の銀粉末を含むことができる。表面Ａｇ導体は、３～６ｗｔ％の誘電体粉末、及び２～４．５ｗｔ％のＥＧ２８０７ガラス粉末（市販品；オハイオ州クリーブランドのフエロコーポレーションから）をさらに含むことができる。さらに別の実施形態において、表面Ａｇ導体は、１１．５～１３．２ｗｔ％の第１の銀フレーク、１１．５～１３．２ｗｔ％の第１の銀粉末、及び３７～４３ｗｔ％の第２の銀粉末、２．５～５．５ｗｔ％の誘電体粉末、及び２．５～４．５ｗｔ％のＥＧ２８０７ガラス粉末を含むことができる。さらに別の実施形態において、表面Ａｇ導体ペーストは、１１．７～１３．０ｗｔ％の第１の銀フレーク、１１．７～１３．０ｗｔ％の第１の銀粉末、及び３８～４２ｗｔ％の第２の銀粉末を含むことができる。表面Ａｇ導体は、３．０～５．０ｗｔ％、好ましくは３．５～５．０ｗｔ％の誘電体粉末、及び２．５～４．０ｗｔ％、好ましくは２．６～３．８ｗｔ％のＥＧ２８０７ガラス粉末をさらに含むことができる。第１の銀フレーク、第１の銀粉末、及び第２の銀粉末は、本明細書の他の箇所に記載されているＤ_５０（又は平均粒子径）のいずれかの組み合わせを有することができる。

【0051】

【表12】

【0052】

ビアＡｇ導体の成分の範囲を表１３に示す。ビアＡｇ導体ペーストは、２１．５～２８．５ｗｔ％、好ましくは２３～２５ｗｔ％の第４の銀粉末、及び３７．１～４０．９ｗｔ％、好ましくは３８～４０ｗｔ％の第５の銀粉末を含むことができる。ビアＡｇ導体は、１３．５～１７．５、好ましくは１４．５～１７ｗ％の誘電体粉末をさらに含むことができる。ビアＡｇ導体ペーストは、１．３１～４．５ｗｔ％、好ましくは２～４．５ｗｔ％の、ＥＧ００２４ガラス粉末、ＥＧ２８１０ガラス粉末、及びＥＧ０９１２ガラス粉末（軟化点６５０～７５０℃を有するＣａ－ホウケイ酸ガラス）のうちの少なくとも１つをさらに含むことができる。前述のＥＧ００２４及びＥＧ２８１０ガラス粉末は、オハイオ州クリーブランドのフエロ社から市販されている。

【0053】

【表13】

【0054】

一実施形態において、Ａｇフレーク１のＤ_５０は、０．１～１．５μｍ、好ましくは０．１～１．１μｍ、より好ましくは０．４～０．９μｍ、最も好ましくは０．６～０．８μｍの範囲内にある。Ａｇ粉末１のＤ_５０は、２．１～８μｍ、好ましくは２．３～７μｍ、より好ましくは２．６～６μｍ、最も好ましくは３～５μｍの範囲内にある。Ａｇ粉末２のＤ_５０は、０．４～３μｍ、好ましくは０．５～２．８μｍ、より好ましくは０．６～２．５μｍ、最も好ましくは０．７～２μｍの範囲内にある。Ａｇ粉末３のＤ_５０は、０．０５～０．８μｍ、好ましくは０．０５～０．６μｍ、より好ましくは０．１～０．５５μｍ、最も好ましくは０．２～０．５μｍの範囲内にある。Ａｇ粉末４の平均粒子径は、０．７～５μｍ、好ましくは０．８～４μｍ、より好ましくは１～３．８μｍ、最も好ましくは１．５～３．５μｍの範囲内にある。Ａｇ粉末５の平均粒子径は、１．５～６μｍ、好ましくは１．７～５μｍ、より好ましくは２～４．５μｍ、最も好ましくは２．５～４μｍの範囲内にある。

【0055】

発明は以下の項によってさらに規定される。
項１：
（ａ）１． ４９～６５ｗｔ％ＭｇＯ、及び
２． ３５～５１ｗｔ％ＳｉＯ_２、を含み、
３． いかなる形態において、鉛、カドミウム、亜鉛、マンガン、ビスマス、チタン、ヒ素、及び水銀を含まない、
８５～９５ｗｔ％のか焼ホストと、
（ｂ）１． ２．５～６ｗｔ％Ｈ_３ＢＯ_３、
２． ０．０１～０．１ｗｔ％ＣｕＯ、
３． ０．５～３ｗｔ％の少なくとも１つのフッ化アルカリ、及び
４． ３～７ｗｔ％の少なくとも１つのアルカリ土類フッ化物、
を含む添加物と、を含み
（ｃ）いかなる形態において、鉛、カドミウム、亜鉛、マンガン、ビスマス、チタン、ヒ素、及び水銀を含まず、
（ｄ）（ａ）と（ｂ）の合計が１００重量パーセントである、組成物。

項２：
（ａ）か焼ホストは、
１． ５３～６１ｗｔ％ＭｇＯ、及び
２． ３９～４７ｗｔ％ＳｉＯ_２、を含み、
３． いかなる形態において、鉛、カドミウム、亜鉛、マンガン、ビスマス、チタン、ヒ素、及び水銀を含まず、
（ｂ）添加物は、
１． ３～５ｗｔ％Ｈ_３ＢＯ_３、
２． ０．０５～０．５ｗｔ％ＣｕＯ、
３． ０．８～１．９ｗｔ％の少なくとも１つのフッ化アルカリ、及び
４． ３．８～５．４ｗｔ％の少なくとも１つのアルカリ土類フッ化物、を含む、
項１の組成物。

項３：
（ａ）か焼ホストは、
１． ５６～５９ｗｔ％ＭｇＯ、及び
２． ４１～４４ｗｔ％ＳｉＯ_２、を含み、
３． いかなる形態において、鉛、カドミウム、亜鉛、マンガン、ビスマス、チタン、ヒ素、及び水銀を含まず、
（ｂ）添加物は、
１． ３．３～４．５ｗｔ％Ｈ_３ＢＯ_３、
２． ０．１～０．３ｗｔ％ＣｕＯ、
３． １～１．６ｗｔ％の少なくとも１つのフッ化アルカリ、及び
４． ４．４～５．１ｗｔ％の少なくとも１つのアルカリ土類フッ化物、を含む、
項１又は２のいずれかの粉末組成物。

項４：組成物が８７～９２ｗｔ％のホストを含む、項１～３のいずれかの粉末組成物。

項５：組成物が８８～９１ｗｔ％のホストを含む、項１～３のいずれかの粉末組成物。

項６：
（ａ）５０～６０ｗｔ％の誘電体粉末、
（ｂ）５～１０ｗｔ％の可塑剤、
（ｃ）３０～４５ｗｔ％の少なくとも１つの溶媒、
を含む、誘電体テープ又はペーストを形成するためのスリップ。

項７：
（ａ）０．６～０．８μｍの粒子径Ｄ_５０を有する第１の銀フレーク、
（ｂ）３～５μｍのＤ_５０を有する第１の銀粉末、
（ｃ）０．７～２μｍのＤ_５０を有する第２の銀粉末、
（ｄ）誘電体粉末、
（ｅ）任意のガラスフリット、及び
（ｆ）有機成分
を含む、銀ペースト。

項８：：
（ａ）０．７～２μｍのＤ_５０を有する第２の銀粉末、
（ｂ）０．２～５μｍのＤ_５０を有する第３の銀粉末、
（ｃ）誘電体粉末、
（ｄ）任意のガラスフリット、及び
（ｅ）有機成分。
を含む、銀ペースト。

項９：
（ａ）１．５～３．５μｍの平均粒子径を有する第４の銀粉末、
（ｂ）２．５～４μｍの平均粒子径を有する第５の銀粉末、
（ｃ）誘電体粉末、
（ｄ）任意のガラスフリット、及び
（ｅ）有機成分。
を含む、銀ペースト。

項１０：
（ａ）項１～５のいずれかの組成物と、
（ｂ）項７～９のいずれかの導体と
の焼結された複数の交互の層を含む、ＬＴＣＣ部品。

【0056】

追加の利点及び変更は、当業者が容易に想到するであろう。したがって、そのより広い態様における本発明は、本明細書に示され、説明される特定の詳細なかつ例示的な例に限定されない。したがって、添付の特許請求の範囲及びそれらの均等物によって規定される全体的な発明の概念の精神又は範囲から逸脱することなく、様々な変更を行うことができる。

【国際調査報告】