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TWI280955B - Process for the constrained sintering of a pseudo-symmetrically configured low temperature cofired ceramic structure - Google Patents

Process for the constrained sintering of a pseudo-symmetrically configured low temperature cofired ceramic structure Download PDF

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TWI280955B
TWI280955B TW094140744A TW94140744A TWI280955B TW I280955 B TWI280955 B TW I280955B TW 094140744 A TW094140744 A TW 094140744A TW 94140744 A TW94140744 A TW 94140744A TW I280955 B TWI280955 B TW I280955B
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TW
Taiwan
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glass
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binding
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Application number
TW094140744A
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TW200624407A (en
Inventor
Carl B Wang
Kenneth Warren Hang
Christopher R Needes
Original Assignee
Du Pont
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Publication date
Application filed by Du Pont filed Critical Du Pont
Publication of TW200624407A publication Critical patent/TW200624407A/zh
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Description

1280955 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於-種自三個或三個以上不同介電帶化學品 之前驅未加工（未燒）層壓物之平坦、無畸變、零收縮、低溫 共燒陶曼（LTCC)物體、複合物、模組或封裝，該等介電: 化學品係在該層壓物之z軸中以一獨特的或假對稱排列而 構型。 【先前技術】 -相互連接的電路板或封裝為電子電路或子系統自大量 電子地或機械地相互連接之極度小的電路元件之物理實 現。通常需要以-排列組合此等不同類的電子組份以便二 可物理地隔離且互相鄰近地安裝在一單一緊密封裝中且互 相電性連接及/或電性連接至自該封裝延伸之共用接頭。 複雜電子電路通常需要該電路由若干位準的導體構造， 該等導體由相應的絕緣介電帶層分離。導體層經由 相互連接，介電層由導電路徑（稱作通路填充）分離該等導^ 層。 在所有隨後的討論中吾人應瞭解，術語帶層或介電層之 使用意謂存在用陶竟帶共燒之表面導體及相互連接的^孔 填充之金屬化。以相似方式，術語層壓物或複合物意謂已 經壓實在一起以形成一單一整體之金屬化帶層之聚集。 使用一基於陶瓷之未加工帶來製造低溫共燒陶瓷（ltcc) 多層電路係揭示於Steinberg之US 4,654,095中。共燒、自由 燒結（free smtering)方法提供了許多超過先前技術之優 106352.doc 1280955
點。然而’當需要更大的電路時，沿著平面或x、y方向之 培燒收縮之改變經證明太寬而不能滿^需要。給定減少尺 寸的當代表面貼裝元件’已證明收縮容限（x、y收縮之再現 性）太大而不㉟允許比6"x6"大的多社取層壓物之有用的 製造。由於每一代新的電路及封裝在發I，因&當今上限 仍有待由更大電路密度之需要來挑戰。反過來，此轉化為 曰益小的元件尺寸且藉此轉化為更小的幾何尺寸，其包括 更窄的導線及帶中精細間距上之空間及更小的通孔。所有 此等需要—比可由LTCC層壓物之自由燒結實際提供者低 很多的收縮容限。 一種用於在焙燒未加工陶瓷體期間減少χ_γ收縮之方法 係揭示於Mikeska之U.S· 5,085,720中，在該在未加工陶瓷體 中一剝離層（在焙燒期間變得多孔）係位於陶瓷體上且該組 件經焙燒同時保持至該體表面之組件上之壓力正常。用於 製造LTCC多層電路之方法提供一超過Steinberg之明顯優 點，因為經由該壓力辅助方法獲得了減少的χ_γ收縮。 叙展改良的共燒LTCC方法並揭示於Mikeska之u s. 5,254，191中。此方法（稱作plas，無壓力辅助燒結之縮寫） 將一基於陶瓷之剝離帶層置放在一未加工LTcc層壓物之 兩個一外表面上。在培燒處理期間剝離帶控制收縮。由 於其允許更能預見電路特徵之焙燒的尺寸，因此該方法代 表培燒收縮容限中一重大的改良。 由Mikeska提出之技術之輕微修改係陳述於Fasan〇等人 之U.S· 6，139,666中，其中由於在焙燒期間由外部應用之剝 106352.doc 1280955 離市·施加之不完全的收縮控制，因此用一特定角斜切多層 陶兗之邊緣以修正邊緣畸變。
Shepherd在U.S. ό，205,032中提出另一用於在一 LTCC結
構中控制定位之方法。該方法培燒導致正常收縮及未束缚 電路之收、％改變之LTCC電路的核心部分。使隨後的層匹配 預焙燒之核心之特徵，該核心接著用於束缚層壓至剛硬預 、、之未加工層之燒結。將平面收縮控制至〇 m% 之範圍但決不減少至零。由於此原因，在定位變得不能接 受之前，該技術限制為少數層。 〜基於剝離帶之束缚燒結處理期間，剝離帶起作用以固 2並抑制在X及y方向上任何可能的收縮。剝離帶本身不燒 :至任纟適的程度且在任一隨後的電路製造操作之前被 ^示由諸如刷塗、噴砂處理或珠粒噴擊之大量合適的程 ^之#達成移除。使用消耗性束缚帶或剝離帶意謂使 用者必須蹲買不存在於最終產品中之帶材料。另外，頂部 ::部導體不能用層展共同處理。此等必 燒:移除剝離帶之後作為後培燒策略之-部分來執行 f 一更最近的發明，美國專财㈣6g/385,6 束缚燒結之教未以勺杠 e 才兴展 離之内部自束縛嫌二Γ 不可移除、不消耗或不剝 電帶之声：▼⑨。經焙燒之層壓物包含-初級介 :=縛帶的整體性質。後者之目的為束缚初級心 無壓力輔助燒社方法且岸用：為零。此方法係稱作自束缚 〜口方法且應用縮寫SCPLAS。自束縛帶係位於 W6352.doc 1280955 :結構内之戰略位置中且在完全共燒之後剩餘一部分結 。除保持維對稱之外自束缚帶之置放沒有限制。 合有某些普通介電帶排列之圖“系用於說明如美國專利 請案6〇/385,697中所述之2軸對稱之界定。纟此實施例 中’僅—類自束帶（⑻）係與初級帶⑽)-起使用。 標準為兩個帶材料(100、1〇1)係關於以結構中線⑽)為中
:之厚度及位置平衡。不保持2軸對稱之結果為嚴重的俯曲 或拱曲電路。 揭示於美國專利公開案6G/385,697中之發明展現__基於 剝離帶之束縛燒結之替代。然而，關於某人如何將此應用 於具有金屬化帶層之不對稱排列之陶竟結構的實際製造中 是不明顯的，該等金屬化帶層包含兩個不同的介電化學品。 當用一導體材料適當地終止電容器性能時，具有比整體 介電材料高的介電常數(k)之介電層之引入可產生局部提高 的電容器性能。此通常係稱作内埋式被動結構且為一標 準外。P應用之表面貼裝元件（諸如多層電容器（MLC))之一 I固並具成本效益的替代。在授與Vu及之 ?44,526中’描述了臟結構’其中高介電常數材料與低 介電常數材料之層以對稱排列交錯。 貝際上對稱之需要限制了設計者以電路之最優形式設計 自由反過來说，此具有某些關於效能、形成因素及 電路之整體花費之不良結果。一避免此問題之能力表示出 對陶兗電路封裝之連續增長之明顯的競爭優勢。當前可獲 得之唯一解決方法，意即，平衡結構之對稱及功能部分與 106352.doc 1280955 虛設、非功能補償層（參看圖2)沒有緩和上述所有缺點。
圖3展示某些簡單不對稱排列之某些實例。實際的設計將 更複雜冑然如此，不論複雜性因素如何，關於該等排列 之最難處理的問題是在共燒之後結構將俯曲或棋曲至吾人 不此接又的^度。而且其將#曲至—使其不可用於隨後處 理之程度，諸如藉由被動及主動表面元件之抓放來組成。 不可接受之拱曲或俯曲之習知定料每w的基板對角線 長度（例如一 6，，X6"共燒基板之總的0.025对）為大於基板中 點之0.003对偏轉。雖然不同操作具有不同要求，但是上 述界定滿；I大多數應 1。此缺點之程度隨著基板尺寸增 力對於小於2 X2之基板可略過幾乎所有不引人注意的問 題但是當標準基板尺寸增加至心,,時其變得非常明顯。 上述問題係由兩個相互接觸的介電材料之物理及化學性 質之差異造成且與所有已知的介f化學品之組合-起存 在。不論結構中不存在或存在金屬導體其均將發生。因此 乍為整體來看’其表示出對技術之現行發展是 限制。 文幻 在一更近申請案，美國專利申請案10/430,081中’束缚燒 教不擴展至大面積無拱曲、共燒ltcc結構之產生，兮 結構源自低介電常數初級帶及高…電常數自束缚帶材; (均具有不同的化學性質）之不對稱排列。其組合内部、固定 的自束缚帶盘外部、 ’、4 了私動的剝離束缚帶之用途。 如已討論之，圖3中1 中成明之不對稱結構不能由習知處理技 術共燒扁平。i將且 仪 八、易衣U凹入的方式俯曲或拱曲，意即層 106352.doc -】0· 1280955 壓物之兩個邊緣在垂直於最大不對稱平面的方向上將明顯 • 高於中心點。 如圖4所示’在美國專利申請案ι〇/43〇〇81之一實施例 中，一内部束缚層（101)經配製以在一LTCC套件内提供自束 缚功能及内嵌式電容器功能。經處理之内部束缚層之性質 提供一限制初級帶（100)之x&y收縮之剛性物理形式且使最 終的LTCC套件具有功能性質。内部束缚帶先於初級帶層之 • 燒結。為防止由於介電化學品之差異而在共燒之後的俯曲 及永久t構畸變，在不需要與虛設或補償層對稱平衡的情 況下，將一可移動的、非永久剝離層（2〇1)直接相對於最不 對％源應用於外部表面。此使極度不對稱結構能夠焙燒扁 平在焙燒之後，使用習知的刷塗或喷砂處理方法將剝離 層移除。 然而，剝離層（201)之必要包含物及其焙燒之後的移除仍 k加材料、δ又備及處理之成本。同時，與剝離層接觸之底 • 冑導體不能與層壓物共處理。此必需步驟僅可在焙燒並移 除剝離帶之後作為後焙燒策略之一部分來執行。 【發明内容】 本發明陳述一創新方法及創新新穎組合物及實例，在不 在如吴國專利申請案1〇/43〇,〇81中特定說明之層壓物之一 側使用✓肖耗性介電剝離帶的情況下該等組合物及實例產生 顯示相互抑制的X、y收縮之結構。 【實施方式】 在u亥夕層層壓物之一側處不使用剝離帶的情況下，本發 106352.doc 1280955 延伸，不對稱構型LTCC介電多層電路之概念包 :、固内部束縛帶’該等内部束縛帶具有相同或 :，。為保持燒結應力之平衡以產生一平坦或不梹曲基 ’而要⑴每一内部束缚帶⑽心叫可獨立地提供一且 f初級帶_之零收縮咖AS系統，且⑺配置内部束缚 止結構對稱將内部束縛帶之類型看作相對於初級帶 整：：由於内部束縛帶通常具有不同組合物及 二編了術語”假對稱"。上述假對稱排列將所有 二::對於初級帶當做—類’且名字”假"反應出涉及 之自束縛帶之差異。 雖然本發明之LTCC多声雷败夕处4致 而…„ 夕層電路之結構可能以中線為中心 内部束：-但需要配置内部束缚帶以防止結構對稱將 將構：看作相對於初級帶之一整體。此意謂當 一夺^構看作圍繞中線之兩部分，即頂部及底部時，盘每 立地相關聯之收縮位準應相同（或A約相^ 保整體上關於該結構之均一收木 構可達成任一均一位準，作是1要：：中然對於整體結 八 仁疋/、要各個中線附近之獨立部 刀蜀立地達成相同的收縮位準，則該結構作為—整體之 收縮之較佳位準為零收縮。 本發明之若干可能的實施例經受保持如上所述之^士廡 力之平衡的要求。此等實施例包括：⑴所有内部束„1 ::帶具有相同的介電常數(k);(2)至少—個内部束缚帶且 帶相同之介電常數（k);及（3)至少—個内部束缚帶 ▼且至少一個内部束缚帶為高k帶。本發明亦應用於 106352.doc -12 · 1280955 一低k或咼k特徵之初級帶。在一低級帶之狀況中，内部 ' 束缚帶可具有相同或更高k。在高k初級帶之狀況中，内部 • 束缚帶可具有相同或更低之k。 介電帶化學品中的差異由用於配製該等帶之玻璃及/或 填料之類型及組合物中的差異導致且在任一給定頻率下反 應在其相應介電常數（k)中。為本發明之澄清之目的，一標 準k為7與9之間。雖然k值不是初級帶之一必需要求，但是 φ 典型的初級帶通常為在7與9間之k值。為本發明之目的，一 具有8或小於8之]^值之帶被認為是低k帶，反之考慮一具有 為8或大於8之k值之帶為一高k帶。因此顯而易見的是據本 發明所關心之高k值可為幾十、幾百或幾千。另外，考慮具 有相互之0-15%内之k值的帶為具有相同的k。 在内部束縛帶之一具有與初級帶相同的k的狀況中，獲得 一組合且電性不對稱構型。吾人注意到，由於内部束缚帶 與初級帶間之結構對稱，如在上文提及之先前技術中所描 _ 述之在不使用消耗性剝離帶的情況下多層電路可經焙燒而 扁平且提供零收縮。 圖5a-5d說明根據本發明之内部束缚帶及初級帶之各種 夕層排列。吾人注意到本發明可應用於（但不限於）此等實 例。在5a中内部束缚帶5〇1及502形成中心。在513中内部束 縛帶501及502充當結構之上層或下層部分之束缚層。如在 5c中内部束缚帶501或502可獨立地形成芯，其為本發明之 =Π單的構型且代表一先前申請為專利之典型的wpLas 概念。圖5d說明5b之一擴展版以包括帶厚度及層數變化之 ^6352.000 -13- 1280955 靈活性。 内部自束缚帶 如在本發明中利用之内 1束、、專T (501、502)含有在明顯 低於850。(：之溫度下流動、密 、、 *化且變剛硬之玻璃，該溫度為 才示準處理溫度。由於走辕黑 、、’寻▼、交成最終LTCC物體之一部分因 此其明顯地增加了束缚帶材料之效能要求。束缚帶之電學 貝(例⑹，介電常數k)亦可以選擇組成該帶之材料來調 節。此使得初級帶之一個以μ 1U 乂上的化學類型之使用可局部地 控制-部分LTCC電路之介電及其它電學性質。 初級帶 初級帶_)通常為—LTCC套件中之多數帶且生成之經 培燒組件自初級帶得到其機械及電學特徵。在大多數情形 中在及結構巾存在少數束料。雖然可有效地使用其以局 部地修正套件之介電及其它電學效能之態樣，但是其最大 的影響為藉由將其X、y收縮大體上束缚至零來控制物理結 構。 LTCC結構 在加熱本發明之套件期間，束縛帶（低或高k，分別對於 501或502)中之玻璃早於初級帶（低k)之玻璃達到其轉變溫 度（在省姐度下玻璃起始燒結，隨後流動且密化）並流動以大 體上塗佈初級帶之相鄰層之表面粒子。由於束缚帶玻璃之 結晶溫度接近並高於其轉變穩定，因此之後很快發生結 晶。此具有結果：硬化玻璃並明顯地增加其複合物黏度或 106352.doc -14- 1280955 T高其再炼化溫度使其超過第一共燒及/或隨後的 處理之825°C至875。(：之峰值燒結溫度。 =、級帶之束縛影響確保在束缚帶中若x、y㈣不為零則 非吊小。P遺後溫度之增加導致束縛帶完全燒結且其玻璃完 成其結晶。由於一合適的玻璃將通常生長超過50體積 1 目二此當束縛帶體由填料之結晶含量之體積積累及晶。： 自玻璃之就地形成控制時其變剛硬。接著，當達到初級嫌 之轉移溫度並發生流動時，藉由與束縛帶之先前的相互: 2ΓΓ:持在適當位置。因此’已燒結之束缚帶層變 束、、專力且當燒結時束缚初級帶以僅在z方向上收縮。一曰 套件經完全燒結並已冷卻，吾人認為套件將具有與原始^ 加工"或未培燒之套件在x、y方向上相同的尺寸。用於套件 之兩個或兩個以上的現經化學反應之無機崎之層 構型交錯。唯-仍可觀察到的邊界為不同化學性質之帶互 相鄰近而置放之處及各種内部電路特徵存在之處。、上： 論可應用於存在於圖5b及圖5d中之構型。 在5a之特殊情況中，兩個不同的内部束缚帶5〇1及5 接接觸。此類型之結構需要在培燒處理期間在沒有破璃之 明顯的内擴散的情況下該等束缚帶間之足夠的界面… 該玻璃來自兩個帶或其中任_帶。如在所有狀況中，: 低溫度I!圍中初級帶⑽）充#兩個㈣束缚帶⑽、_ 之束缚力，而在較高溫度範圍中燒結並結晶、剛硬的内部 束缚層充當初級帶之束缚力。 該種創新提供促進可共燒之頂部或底部導體之益處，減 106352.doc 1280955 輕當層數增加且外部剝離帶之束缚影㈣覺愈來愈小時外 部地束缚之燒結結構經歷之實際限制。另彳，不需要由機 械及/或化學方法移除消耗性束缚帶。此表示節省了材料及 設2支出及勞動力’且亦可避免環境污染。此外，使用束 缚帶允許—帶結構中精確尺寸、非收縮空腔之形成。由此 束缚燒結技術可產生盲腔及直腔。
*為滿足LTCC電路製造之效能要求，當熱處理聘除未加工 :套件中束、、專X、y收縮之簡單處理之外必須考慮額外的材 料效能因素。束缚帶及初級帶之熱膨脹係數在量值方面必 須足夠接近以提供於6，，χ6"或更大的陶瓷板之產生，該等陶 £板由許多層層壓未處理帶材料組成。疏，忽此將導致在鋼 爐焙燒或其後之溫度降低部分期間焙燒之陶瓷LTCC物體 中應力誘發之斷裂。 由於束缚帶必須在初級帶之前經熱處理成一剛硬物體以 提供合適的系統X、y束缚因此引起另一設計因素。此意謂 應將束缚帶中之玻璃填料材料設計成達到一初級帶之較低 複合黏度，但溫度大約低於5(rc_15(rc且較佳在⑽它-丨“ 它之範圍中。應注意上述評估係基於45(rc與85〇〇c之間每 分鐘6-8°C之上升速率的帶式鍋爐燒結溫度分佈圖。該種分 佈圖通常用於在LTCC電路基材之大規模生產中達到高產 出里。然而，若一多層帶式或箱式鍋爐中之燒結溫度分佈 圖提供一平穩段以促進束缚帶之完全密化、及/或結晶、及 再生則一較小溫度差（例如小於5(TC )亦可為有效的。在密化 期間亦應提供束缚及初級帶間之足夠的相容性以保持在各 106352.doc -16 - 1280955 自帶介面處之強度及黏結。此相容性可受帶調配物、组份 之物理特徵及熱處理條件之改變之影響。束缚帶材料之電 學特徵亦必須滿足高頻電路應用之效能要求。 内部束缚及初級帶之組份 下文討論内部束缚及初級帶組份及調配物。内部束缚帶 (5〇1、5〇2)係進—步描述為由諸如Al2〇3、Ti〇2、Zr〇2、
ZfSi〇4、BaTi〇3 等之殖斜 PSi 这 »» », 3寻 < 具枓陶瓷材料與可結晶或填料可反應 之玻璃組合物組成以便在焙燒期間其流動、密化及硬化： 理初級帶之剩餘層。雖然一束缚或初級帶通常可由一玻璃 及填料組成’但是熟練技卫將其設計為制—個以上玻璃 或-個以上填料。在熱處理期間由初級帶限制束縛帶之X、 y收縮之物理行為盘習知如你嫌太 , 1巧白知初級▼套件之外部應用的剝離層 非吊類似。然而，應注意，雖然術語"初級帶"及”束缚帶" 係用於本土明，但疋在較低溫度燒結/結晶處理期間"初級 帶"含有"束縛帶”’·而在較高溫度培燒期間已燒結之"束缚帶 "含有"初級帶”。‘然而充當-非消耗性束㈣之適當材料之 要求是不同的。下文考慮材料要求。 可用於初級或束縛帶之玻璃之特定實例係列於u及表 la中。高k束縛帶中發現之較佳破璃組合物在組成範圍中包 含下列氧化組份：B2〇3 6_丨3重量％、Ba〇 2〇 22重量％、 〇·5 1.5重里 ％、p2〇5 3 5_4 5重量 ％、Ti〇2 25 33 重量。Μ。 ⑷重量％、Nd2〇3 29_32重量％。玻璃之更多較佳組合物 為.表la中展不之⑽〕u 84重量％、Ba〇 2i i2重量％、 1.31 重量。/。、P2〇5 4.14重量 ％、Ti〇2 25 44重量 ％、％〇 6 i6 106352.doc -17- 1280955 重里/〇 Nd2〇3 29.99重量％作為組合物#3。額外的初級帶之 • —貫例係展示於#2表1种。詩初級帶之較佳玻璃組合物
• 在組成範圍中包含下列氧化組份：Si02 52-55重量％、Al2〇3 12·5 14·5重 3 %、B2〇3 8-9重量❻/〇、CaO 16-18重量 ％、MgO 0.5-54 *%> Na20 1.7-2.54 Li20 0.2-0.3 t *〇/〇 , SrO 0-4重量％、K2〇 1-2重量％。玻璃之更多較佳組合物為：⑽ 54.50 重里 ％、Αΐ2〇3 12·72 重量 ％、ίο〕8·32重量。/〇、ca〇 _ I6·63 重 $%、Mg〇 〇·98 Na2〇 2.20重量％、Li2〇 〇.24重量％、 〇 2.94重里/〇、Κ2〇 1.47重量％。為一調配物實例在此重 複組合物#1表la且其與先前在表1#15中列出者相同。 用於低k束缚帶中之玻璃實例在組成範圍中包含下列氧 化物組份：玻璃#4-#7表1為具有適當低介電常數之玻璃之 實例同時其在LTCC帶結構中適當地充當束缚玻璃。組合物 #4表1§有082〇及21*〇2然而在沒有21'〇2的情況下#5-#7含有 尺2〇。此說明由ΙΟ功能性地替代CS2〇功能之能力。由於已 馨知Zr〇2增加玻璃黏度，因此當不存在汾〇2時較少量的尺2〇 足夠。由此等玻璃與具有2.5微米的]3501>8〇之33.9體積％氧 化鋁填料組成之帶之介電常數為約8。用作一低k束缚帶1 •較佳玻璃在組成範圍中包含下列氧化組份：Si〇2 7_9重量 _ %、Zr〇2〇-3重量％、Das 1H4重量％、Ba〇7-23 重量0/〇、
MgO 3-9重量％、La203 14-28 重量。/。、Li2〇 〇.5-2重量％、p2〇5 16重量❶/。、κ20 0.5-3重量％、Cs2〇 〇_7重量％、Nd2〇3 μ, 重量％。玻璃之更多較佳組合物為：以〇2 8 22重量％、 12.93重量％、Ba0 1L99重量％、Mg0 8·14重量％、^力3 106352.doc -18- 1280955 16·98 重里 /〇、Li2〇 146重量％、ρ2〇5 5·55重量％、κ)〇 [Μ 重量 ％、Nd2〇3 32·89 重量 〇/〇。 • 為使一個束縛帶中之介電常數（k)與初級帶之介電常數 相符，玻璃之设計自高让束、缚帶中玻璃之設計明顯改變。吾 人已紗束缚帶組合物中之無機帛料之選擇亦影響其所得 之k;因此帶組合物表示一整體性質平衡以提供零收縮、材 :相容性、及諸如用於高頻應用之k及損耗角正切之所需電 • 予效旎。可用於調小合適的LTCC帶組合物之複合介電常數 之若干適當填料包括堇青石、鎂撖欖石、塊滑石、非晶系 二氧化矽、磷酸鋁（Alp〇4)、（CGW)Vyc〇r玻璃或其它結晶或 非晶系較低k陶瓷材料。 在初、、及或束缚▼中玻璃料之〇5〇(中值粒徑）較佳在（但不 限於）0.1至5力微米之範圍中，且更佳03至3()微米。由於束 缚帶必須同時經歷密化及結晶，因此在高於有機燒盡(熱裂 解）及初級帶中玻璃之軟化點之溫度範圍内對達到所需之 鲁 U觀結構而言其平均玻璃粒徑及粒徑分佈是最關鍵的。 本文中描述之玻璃係由習知玻璃製造技術產生。該等玻 帛係以5GG_1_公克量製備。通f來說，將該等成份稱重 接著以所要的比例混合且在底部負載鍋爐（b〇u〇m_1〇ading furnace)中加熱以在鉑合金坩堝中形成一熔體。如吾人熟 知，將熱夏傳導至峰值溫度（l45(rc_16〇(rc)並持續一段時 間以便熔體完全變成液體且均質。接著藉由逆相旋轉不銹 鋼捲筒來淬火該等玻璃炫體以形成一1〇-2〇 mil厚的玻璃 片。接著將所得之玻璃片研磨以形成具有在卜5微米間設定 106352.doc -19- 1280955 之其50 %體積分佈之粉末。接著將玻璃粉末與填料及 媒介調配以澆鑄如在實例部分詳述之帶。表丨中所示 組合物表示廣泛的玻璃化學品(高含量的玻璃形：=: 含量的玻璃形成劑）。玻璃成形劑氧化物通常為具有諸如 叫、B2〇3及P2〇5之高化學配位數之小尺寸離子。表中顯 不之剩餘的氧化物為所考慮之玻璃改質劑及中間物。 可向所用之可澆鑄組合物中添加諸如Ai2〇广、
Ti〇2、ZrSi〇4、BaTi〇3或其混合物之陶究填料以基於固2體 之〇-5〇重量。/。之量形成該等帶。視填料之類型而定，吾人期 望在培燒之後形成不同的晶相。填料可控制介電常數及整 個頻率範圍之損失。舉例而言，BaTi〇3之添加可明顯地増 加介電常數。 曰 由於Al2〇3與玻璃反應以形成含A1晶相因此其為較佳陶 竟填料。在提供高化學強度及抵抗有害化學反應之惰性方 面Al2〇3是非常有效的。陶£填料之另—功能為在培燒期間 流變學控制整個系統。陶竟粒子藉由充當一物理障壁來限 制玻璃之流動。其亦抑制玻璃之燒結且因此有助於更好地 燒盡有機物。α_石英、CaZr〇3、莫來石—me)、堇青石、 鎮，視石:錯石、氧化錯、BaTi〇3、CaTi〇3、MgTi〇3、叫、 非明糸—乳化石夕或其混合物之其它填料亦可用於改質帶效 能及特徵。最好填料具有至少雙峰式粒徑分佈，其令，較 大尺寸填料之D50在1.5至3微米範圍中且較小尺寸填料之 D50在〇·3至〇·8微米範圍中。 在束缚及初級帶組合物之調配物中，相對於陶莞材料之 106352.doc -20- 1280955 2玻璃的量是重要的。吾人考慮2(M〇重量%之填料範圍 I :理的，因為達到了足夠的密化。若填料濃度超過50重 二。’則焙燒之結構不能充分密化且具有太多孔。將顯而 見的是’在，在所要之玻璃/填料比㈣液體玻 螭相將變得充滿填料材料。 為在培燒中獲得組合物之較高密化之目#， 固體具有小粒徑。特定而言，大體上所有粒子應不超過 ㈣且較佳不超過1G _。為服從此等最大尺寸極限，最 好至少5()%的粒子（破璃及陶莞填料）大於1 μιη且小於6μηι。 玻璃及m機gj體在其中分散之有機媒介由溶解於揮 W生有機*劑之聚合黏合劑與視情況之其它溶解材料組 ^心增_ '脫模劑、分散劑、剝離劑、穩定劑及濕 潤劑。 為獲得更好的黏合效率，最好基於總組合物對90重量% 的口體使用5重量％的聚合物黏合劑，該聚合物黏合劑包括 玻璃及陶变填料 '然而’更佳使用不超過％重量％的聚合 -口 J及諸如增塑劑及最小7〇重量％的有機固體之其它 低揮“生改質劑。在此等限制中，為減少必須由熱裂解移 ^之有機物之量及獲得在培燒中促進完全㈣之更好的粒 子堆積’需要使用最少可能量的聚合物黏合劑及其它低揮 發性有機改質劑。 ^ 已採用各種聚合材料作為用於未加工帶之黏合 =，例如，聚（乙烯醇縮丁駿）、聚（乙酸乙稀醋）、聚（乙烤 -)鐵、食素來合物（諸如甲基纖維素、乙基纖維素、羥乙基 106352.doc 1280955 纖維素、甲基經乙基纖維素）、無規聚丙稀、聚乙稀、石夕聚 • 合物（諸如聚（甲基矽氧烷）、聚（甲基苯基矽氧烷））、聚苯乙 烯丁一烯/笨乙烯共聚物、聚苯乙烯、聚（乙烯吡咯啶酮）、 聚醯胺、高分子量聚醚、氧化伸乙基與氧化丙稀之共聚物、 聚丙烯醯胺、及各種丙烯酸聚合物（諸如聚丙烯酸鈉、聚（丙 烯酸低碳烷自旨）、聚（甲基丙烯酸低碳烷及丙烯酸低碳烷 酉旨與甲基丙稀酸低碳烧醋之各種共聚物（c〇p〇lymer)及多聚 Φ 物（multlpolymer)。甲基丙烯酸乙酯與丙烯酸甲酯之共聚物 及丙烯酸乙酯、曱基丙烯酸曱酯與甲基丙烯酸之三聚物先 前已用作用於鑄漿成型材料之黏合劑。 1985年8月20日頒予之Usala之美國專利第4,536,535號揭 示了一種有機黏合劑，其為（M00重量％的^18曱基丙烯酸 烷酯、100-0重量％的Cw丙烯酸烷酯與〇_5重量％的胺之烯 系不飽和羧酸之可相容多聚物的混合物。由於可以最小量 與最大量的介電固體一起使用上述聚合物，因此較佳選擇 • 其來產生本發明之介電組合物。由於此原因，上述參考之 Usala申請案之揭示内容係以引用的方式倂入本文中。 通常，聚合物黏合劑亦將含有相對於黏合劑聚合物之少 • 量的增塑劑，該增塑劑用於降低黏合劑聚合物之玻璃轉移 • 溫度（Tg)。當然增塑劑之選擇係主要由需要改質之聚合物 決定。在增塑劑中已用於各種黏合劑系統者為鄰苯二甲酸 二乙酯、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二 甲酸丁苄酯、磷酸烷基酯、聚伸烷二醇、甘油、聚（氧化伸 乙基）、羥乙基化烷基酚、二烷基二硫代磷酸酯及聚（異丁 106352.doc -22- 1280955 稀）°其中’由於鄰苯二甲酸丁f酯可以相對小的漠度有效 地使用，因此其最頻繁地用於丙烯酸聚合物系統。
選擇淹鑄溶液之溶劑組份以便獲得聚合物之完全、容解及 足夠高的揮發性以藉由在大氣…施加相對低水平㈣ 量來使溶劑自該分散物蒸發。此外，溶劑必須在低於含於 有機媒介之任-其它添加劑之沸點或分解溫度下良好地沸 騰。因此’具有低於15G°C之常㈣點之溶劑使用最頻繁。 該等溶劑包括丙_、二甲苯、甲#、乙醇、異丙醇、甲基 乙基酮、乙酸乙酯、1，U-三氯乙烷、四氯乙烯、乙酸戊酯、 2,2,4-三乙基戊二醇單異丁酸@旨、甲苯、二氯甲燒及碳 氟化合物。上述提及之個別溶劑不能完全溶解黏合劑聚合 物。然而，當與其它溶劑摻合時，其起到令人滿意的作用。 此為熟習此項技術者所熟知。一尤其較佳溶劑為乙酸乙 酯，因為其避免使用對環境有害的氯碳化物。 除溶劑及聚合物之外，增塑劑係用於防止帶斷裂且提供 更廣泛耗圍的諸如消隱（blanking)、印刷、及層壓之如經塗 佈之帶#作能力。-較佳增塑劑為由R〇hmA 司製造 之BENZOFLEX® 400，其為聚丙二醇二苯甲酸酯。 應用 一用作束縛帶或初級帶之未加工帶係藉由將玻璃、陶瓷 填料、聚合黏合劑及上文描述之溶劑之研磨漿分散物的薄 層//〇 ‘至可撓性基板上，加熱該澆鑄層以移除揮發溶劑 來形成的。最好初級帶之厚度不超過2〇且較佳丄至⑺ nnls。最好束缚帶之厚度為1-1〇 mUs且較佳丨至]爪仏。接 106352.doc -23- 1280955 著將帶沖切成薄片或以捲帶形式收集。未加工帶通常用作 用於多層電子電路之介電或，絕緣材料。縣―角中之定位 孔將未加工$之薄片沖切成稍大於電路之實際尺寸之尺 寸、。略蜱接多脯甚路之不同脯，在未加工滿中形成通孔。 匕、吊由栈械衝壓元成。然@ ’可使用一敏銳聚焦之雷射 來揮發或在未加工帶中形成通孔。通f通孔尺寸為請4" 至〇>· 2 5 "。層間之相互連接係藉由用—厚薄膜導電墨水填充
該等通孔形成。此墨水通常由標準篩網印刷技術使用。電 路之每一層係由筛網印刷導體軌跡完成。同樣，可在選擇 $層上印刷電阻墨水或高介電常數墨水以形成電阻性或電 谷〖生電路元件。另夕卜’類似於彼等用於多層電容器工業者 之特定調配之高介電常數未加工帶可作為多層電路之一部 分而併入。 當電路之每一層均完成之後，收集並層壓該等單獨層。 一限制的單軸或均衡壓模係用於確保層間精確的排列。層 壓物係用一南溫階段切割機修整。在一標準厚的薄膜傳送 帶鍋爐中或在一具有程序可控制的加熱循環之箱式鍋爐中 執行焙燒。此方法亦將允許在不需要使用一習知的剝離帶 作為頂部及底部層及在焙燒之後移除並洗掉剝離帶的情況 下共燒作為束缚燒結結構之一部分的頂部及/或底部導體。 如本文中所用之術語”焙燒"意謂在氧化性氣氛（諸如空 氣）中加熱该組件至一溫度，且歷經一足以揮發（燒盡）組件 之層中所有有機材料之時間以燒結層中之玻璃、金屬或介 電材料且因此密化整個層壓物。 1〇6352.d〇c -24 - 1280955 熟習此項技術者將瞭解在每一層壓步驟中該 位準確以便通路適當地 ^八疋 路。 外丨U刀月匕層之合適的導電通 術語"功能層”係指印刷之未加工層， 或電容功能性。因& -有導電、電阻 此，如上所述，一典型的未加工層可且 有印刷於其上之—❹ α、 電路。 电峪及/次電各态以及導電 «各㈣壓物（參見^至圖5)之界定的構型 度的未加工帶薄月孫 — 各種厗 ，、用角疋位孔沖切成具有3mx3， 之X及y尺寸的镇曰从 主8x8’ 用古九” / 。接著將此等衝麼以形成通孔且接著你 ①、白此項技術者熟知之標準處 孔填充導體將其金屬化。 、的表面及通 :者在氧化性氣氛(諸如空氣)中藉由加熱 …溫度，且歷經足以揮發(燒盡)組件之 二亥：部 料之時間以燒結声中 斤有有機材 整個層壓物。以^方^、金屬或介電材料且因此密化 此方式岔化整個層壓物。 接著就任-收縮及基板拱曲評估該等部分。 106352.doc -25· 1280955
z σ\ 〇{ <N od <N (N o m v〇 On CN m On OO (N m o u v〇 ^H vd 〇 寸 o Y-H l> 寸· H On On r—H 00 r-H 芩 τ—H P in (N <N Ph 寸 i—H 寸· r-H O 寸· oo (N O r*H tn O Ό0 o cn Η 〇 〇) o Ο i—i cn 1-H s r-H \D <N r-H r-H v〇 寸· r-H o cS1 in <N oi (Ν 5 m v〇 v〇 tn H S r-H 00 s o T-H 〇〇 On Ο rn VO m uo vo ^H od 寸 T-H oo 9 m (N r-H r-H (N CN cn t> v〇 (N (N s (N ON C) r-H r-H 9 u o Ύ—1 cn v〇 MD ▼—H <N PQ od CN m oo r-H r-H r-H oo y—i r-H m r-H Os r-H cn r-H m 〇\ CN r-H CN (N O cn r-H 04 CN r*H • »Ή in O to … 〇 ^T) r^ oo m oo CN (N 00 Q r—H (N m 寸 yn 卜 106352.doc -26- 1280955 用於該等實例中之帶組人胳 + 、、σ物係错由在揮發溶劑或溶劑摻 物中球磨研磨精細無機粉末製備。為最優化層壓物、圖 M力 '帶之燒盡特性及培燒之微觀結構發展， 吾亡發現下列體積百分比的鎿衆調配物來提供益處。作為 一只Pm麥考’典型鑄漿組合物之調配物亦以重量百分比展 不。假定無機相具有相對於玻填4 5⑽及相對於氧化铭4 〇 之比重且假；t有機媒劑具有^ g/ee之比重。當使用玻 璃及氧化物而不是氧化銘作為比重時因此之重量百分比組 知改麦可此不同於彼等在此實例中假定者。 體積百分比 重量百分比 無機相 42%典型範圍 74%典型範圍 37-47%實際 70-78%實際 有機相 5 8%典型 26%典型 63-53%實際 30-22%實際
由於該帶通常自鑄漿塗佈，因此用於鑄漿之組合物必須 包括足夠的溶劑以使黏度降低至低於丨〇, 〇〇〇厘泊；典型的 黏度範圍為1，000至4, 000厘泊。在表2中提供鑄漿組合物之 貝例。視選擇之麵聚黏度而定，較高濃度鑄漿使分散穩 定性延長一更長的時期（通常為若干週）。帶組份之穩定分 散物通常保持在如此塗佈之帶中。 106352.doc -27- 1280955 表2 鑄漿組份 組份 重量百分比 典型範圍 實際範圍 丙烯酸及曱基丙烯酸聚合物 4-6 4-6 臨苯二甲酸類增塑劑 1-2 1-2 乙酸乙酯/甲基乙基酮混合之溶劑 19.7 18-22 玻璃粉末 50.7 47-54 氧化铭粉末 23.2 20-27 無機顏料 0.6 0-1
將用於本文中得到之實例之玻璃在一電加熱鍋爐中在 1450°C至1600°C下於Pt/Rh坩堝中經歷約1小時均熔化。由 金屬捲筒淬火玻璃作為一預備步驟且接著藉由研磨使其經 受部分尺寸減小。在調配作為一鑄漿之前將為此等測試製 備之粉末調節至1-5微米的平均尺寸。由於在鑄漿製備中利 用額外的研磨，因此最終平均尺寸通常在1 - 3微米之範圍 中〇 實例1
初級帶組合物#1(玻璃#1，帶la)(帶厚度為4·5 mils) 玻璃： 填料：Al2O3(D50=2.8 微米） 填料含量33.9體積％ B2O3 8.50 重量％ 玻璃含量66.1體積％ Si02 53.50 Li20 0.25 重量％ AI2O3 13.00 SrO 3.00 CaO 17.00 K20 1.50 MgO 1.00 Na2〇 2.25 玻璃密度2.53 g/cc 氧化紹密度4.02 g/cc 106352.doc -28- 1280955 束縛帶組合物#1(玻璃#3，帶la)(帶厚度爲4.0或2.0 mils) 玻璃： 填料：Al2O3(D50=2.8微米） 填料含量33.9體積％ B203 11.84 重量％ BaO 21.12 Li20 1.31 P2O5 4.14 Ti02 25.44 Cs20 6.16 Nd2〇3 29.99 玻璃密度4.45 g/cc 氧化銘密度4.02 g/cc
束縛帶組合物#2(玻璃#4，帶la)(帶厚度爲4.0或2.0 mils) 玻璃： 填料：Al2O3(D50=2.8 微米） 填料含量33.9體積％ Si02 8.77 重量％ Cs20 5.40 Zr02 2.45 Nd2〇3 28.53 B2O3 11.81 BaO 7.32 MgO 3.06 La2〇3 27.63 Li20 1.95 P2O5 4.34 玻璃密度4.65 g/cc 氧化紹密度4.02 g/cc 與上述之帶之介電常數（k)相比，束缚#1(约16)大於類似 於束缚#2之初級#1(約8)。初級及束缚帶之固體調配物係展 示為上述填料及玻璃含量。此等帶結構係使用如下構造之 此等材料製成。 測試# 1 初級# 1 /束缚# 1 /初級# 1 /束缚#2/初級# 1 層數比= 3/1/6/1/3 束缚厚度4.0 mils 初級厚度4.5 mils 106352.doc -29- 1280955 總厚度/束缚厚度比率=7.8 測試#2 初級#1/束缚#1/初級#1/束缚#2/初級#1 層數比= 2/1/4/1/2 束缚厚度4.0 mils 初級厚度4.5 mils 總厚度/束缚厚度比率=5.5 測試#3 初級# 1 /束缚# 1 /初級# 1 /束缚#2/初級# 1 層數比= 3/1/4/1/3 束缚厚度4.0 mils 初級厚度4.5 mils 總厚度/束缚厚度比率=6.6 測試#4 初級#1/束缚#1/初級#1/束缚#2/初級#1 層數比=2/1/3Λ/2 束缚厚度4.0 mils 初級厚度4.5 mils 總厚度/束缚厚度比率=4.9 在850°C下進行帶式鍋爐焙燒之後所有樣本為扁平的，且 其展示出下列百分比的X、y收縮。測試#1 0.35%、測試#2 0.20%、測試 #3 0.23%及測試 #4 0.07%。
在上述構型中各自的初級與束缚帶間之帶燒結之起始由 約75°C -85°C分離。接近700°C時束缚帶發展剛性性質而在 此溫度下初級帶僅開始燒結。 吾人認為總帶厚度/束缚帶厚度之影響通常與X、y收縮值 有關，且值愈小，X、y收縮愈小。另外，若將上述初級#1 當做一類而束缚# 1及#2當做另一類則層壓構型顯示假對 稱。然而，若採用介電常數分類，則對於測試# 1，束缚# 1， 高k(= 16)帶位於一 14層層壓物之層4 ;對於測試#2，一 10 層層壓物之層3 ;對於測試# 3，一 12層層壓物之層4 ;而對 於測試#4，一 9層層壓物之層3。因此，上述實例1說明電學 106352.doc •30- 1280955 性質之假對稱排列及因此電路設計之靈活性。 實例2 一初級#2帶（4.5 mils厚）係與兩個不同的束缚帶組合物 (束缚#1及束缚#2)配對，該等束缚帶組合物具有如實例1中 所示之相同的總帶厚度/束缚帶厚度比率。 初級帶組合物#2(玻璃#2，帶la)(帶厚度為4.5 mils)
玻璃： 填料：Al2O3(D50=2.8 微米） 填料含量33.9體積％ Si〇2 54.50 重量％ Ν&2〇 2.20 Al203 12.72 Li20 0.24 B203 8.32 SrO 2.94 CaO 16.63 K20 1.47 MgO 0.98 玻璃密度2.55 g/cc 氧化銘密度4.02 g/cc 測試#5 初級#2/束縛#1/初級#2/束缚#2/初級#2 層數比= 3/1/6/1/3 束縛厚度4.0 mils 初級厚度4.5 mils 總厚度/束縛厚度比率= 7.8 測試# 6 初級#2/束缚#1/初級#2/束缚#2/初級#2 層數比= 2/1/4/1/2 束縛厚度4.0 mils 初級厚度4.5 mils 總厚度/束缚厚度比率=5.5 測試#7 初級#2/束缚#1/初級#2/束缚#2/初級#2 層數比= 3/1/4/1/3 束缚厚度4.0 mils 初級厚度4.5 mils 總厚度/束缚厚度比率= 6.6 測試# 8 初級#2/束缚# 1 /初級#2/束缚#2/初級#2 層數比= 2/1/3/1/2 束缚厚度4.0 mils 初級厚度4.5 mils 總厚度/束缚厚度比率=4.9 106352.doc -31 - 1280955 測試#9 初級#2/束缚#1/初級#2/束缚#2/初級#2 層數比=2/2/3/2/2 束縛厚度2.0 mils 初級厚度4.5 mils 總厚度/束缚厚度比率= 4.9 在850°C下進行帶式鍋爐焙燒之後所有樣本為扁平的，且 其展示出下列百分比的X、y收縮。測試#5 0.18%、測試#6 0.12%、測試#7 0.15%、測試#8 0.06%及測試#9 0.07%。
如在組測試#5至#8(如與組測試#1至#4對比）可看出，初 級帶之作用影響X、y收縮控制之程度而初級帶#2更有效於 驅使X、y收縮至零。另外，測試#9之構型類似於測試#8之 構型，其例外為測試#9之束缚帶組份均係由兩層帶以測試 #8之束缚帶組份之一半厚度處組成。由於電路設計應或多 或少使電路層適合於達成所需的功能效能因此此增加之另 一尺度之靈活性。 實例3 此實例使用束缚帶# 1及3及初級帶#2。就介電常數k值而 言，束缚帶#1高於（k=16)初級帶#2(k=8)之介電常數，初 級帶#2之介電常數類似於束缚帶#3之介電常數。 束缚帶組合物#3(玻璃#5，帶la)(帶厚度為4.0或2.0 mils) 玻璃· 填料：Al2O3(D50=2.8 微米） 填料含量33.9體積％ Si02 7.63 重量％ Nd2〇3 30.52 重量％ B2O3 12.63 BaO 22.26 MgO 5.35 La2〇3 15.76 Li20 1.26 P2O5 2.58 K20 1.99 玻璃密度4.50 g/cc 氧化ί呂密度4.02 g/cc 106352.doc -32- 1280955 測試#10 初級#2/束缚#1/初級#2/束縛#3/初級#2 層數比二 3/1/6/1/3 束缚厚度4.0 mils 初級厚度4.5 mils 總厚度/束缚厚度比率=7.8 測試#11 初級#2/束缚#1/初級#2/束縛#3/初級#2 層數比=2/1/4/1/2 束縛厚度4.0 mils 初級厚度4.5 mils 總厚度/束缚厚度比率= 5.5 測試#12 初級#2/束缚#1/初級#2/束缚#3/初級#2 層數比= 3/1/4/1/3 束缚厚度4.0 mils 初級厚度4.5 mils 總厚度/束縛厚度比率=6.6 測試#13 初級#2/束缚#1/初級#2/束缚#3/初級#2 層數比=2/1/3/1/2 束缚厚度4.0 mils 初級厚度4.5 mils 總厚度/束缚厚度比率=4.9
在85 0°C下進行帶式鍋爐焙燒之後所有樣本為扁平的，且 其展示出下列百分比的X、y收縮。測試# 1 〇 〇.3 9%、測試# 11 0.25°/。、測試#12 0.1 9%及測試#13 0.11%。比較上述13個測 試之收縮值，顯而易見的是初級帶#2與束缚帶#1及#2之組 合提供最有效的X、y收縮控制。 實例4 此實例使用束缚帶# 1及4及初級帶#2。就介電常數k值而 言，束缚帶#1高於（k=16)初級帶#2(k=8)之介電常數，初 級帶#2之介電常數類似於束缚帶#4之介電常數。 106352.doc -33 - 1280955 束缚帶組合物#4(玻璃#7，帶la)(帶厚度為4.0或2.0 mils) 玻璃： 填料：Al2O3(D50=2.8 微米） 填料含量33.9體積％ Si〇2 8.22 重量％ Nd2〇3 32.88 重量％ B203 12.93 BaO 11.99 MgO 8.14 La2〇3 16.98 U20 1.46 P2O5 5.55 K20 1.89 玻璃密度4.27 g/cc 氧化銘密度4.02 g/cc 測試#14 初級#2/束缚#1/初級#2/束缚#4/初級#2 層數比= 3/1/6/1/3 束縛厚度4.0 mils 初級厚度4.5 mils 總厚度/束缚厚度比率= 7.8 測試# 15 初級#2/束缚#1/初級#2/束缚#4/初級#2 層數比=2/1/4/1/2 束縛厚度4.0 mils 初級厚度4.5 mils 總厚度/束縛厚度比率=5.5 測試# 16 初級#2/束縛# 1 /初級#2/束缚#4/初級#2 層數比= 3/1/4/1/3 束缚厚度4.0 mils 初級厚度4.5 mils 總厚度/束缚厚度比率=6.6 測試#17 初級#2/束縛#1/初級#2/束缚#4/初級#2 層數比= 2/1/3/1/2 束縛厚度4.0 mils 初級厚度4.5 mils 總厚度/束缚厚度比率= 4.9
在850°C下進行帶式鍋爐焙燒之後所有樣本為扁平的，且 其展示出下列百分比的X、y收縮。測試#14 0.19%、測試#15 0.15%、測試#16 0.17%及測試#17 0.06%。比較實例4之收 106352.doc -34- 1280955 縮值與實例2之收縮值，顯而易見的是初級帶#2與束缚帶#1 及#2之組合提供與初級帶# 1與#4之組合同樣有效的X、y收 縮控制。 實例5 在另一實驗中，使用初級帶#2及束缚帶#1及#4。實例4 之測試#16與實例5之測試#18-#20間之差異在於多層層壓 物的構型。
測試# 18 初級#2/束缚#1/初級#2/束缚#4/初級#2 層數比= 1/1/8/1/1 束縛厚度4.0 mils 初級厚度4.5 mils 總厚度/束缚厚度比率= 6.6 測試#19 初級#2/束缚# 1 /初級#2/束缚#4/初級#2 層數比= 4/1/2/1/4 束缚厚度4.0 mils 初級厚度4.5 mils 總厚度/束缚厚度比率= 6.6 測試#20 初級#2/束缚#1/初級#2/束缚#4/初級#2 層數比= 5/1/1/5 束缚厚度4.0 mils 初級厚度4.5 mils 總厚度/束缚厚度比率==6.6 測試#21 初級#2/束缚#1/初級#2/束缚#4/初級#2 層數比= 5/1/2/5 束縛厚度4.0 mils 初級厚度4.5 mils 總厚度/束缚厚度比率= 4.8 雖然初級帶與兩個束缚帶中之層序列排列不同，但是上 述測試#18-#20具有相同的6.6的總帶厚度/束缚帶厚度比 率。此為控制X、y經培燒之收縮之關鍵因素中的一者。分 別為0.19%、0.1 5%或0.1 5%的測試18、19或20之X、y收縮值 106352.doc -35 - 1280955 互相接近5其主要餘田认Γ=Ί , , /
壓構型之幾何中心且獲得假對稱。
層2;對於測試#19, 一12層層壓物之層3;對於測試#2()， 一 12層層壓物之層6 ;而對於測試#21，一 13層層壓物之層 6。因此，上述實例5說明電學性質之假對稱排列及因此電 路設計之靈活性。 可在一典型的LTCC帶式鍋爐内型中焙燒揭示於本發明 中之初級/束缚帶層壓物以達到完全密化及零或幾乎為零 的 X、y收縮。95 1 GREEN TAPE™(得自 Ε· I· DuPont之商品） 之一典型的LTCC帶式鍋爐内型為三個半小時燒盡且燒結 曲線包括：（1)以2.5°C/分鐘為25艺至60。(：、（2)以19.2。(：/分 鐘為 60°C 至 400°C、（3)以 1.4°C/分鐘為 400°C 至 435°C、（4) 以7.0t：/分鐘為435°C至850°C、（5)在850°C停留17分鐘、 (6)以 17.3°C/分鐘為 850°C 至 40°C、且（7)以 0.5°C/分鐘為 40 °C至室溫。對任一熟習此項技術者而言，只要足夠的有機 ^6352^00 -36- 1280955 燒盡、峰值溫度之斜率、峰值溫度持續時間、及減少比率 - 可取優化則可根據個人的帶式鍋爐規格改質上述曲線以產 ， 生所要的結果。 可在一典型的LTCC帶式鍋爐内型中焙燒揭示於本發明 中之初級/束缚帶層壓物以達到完全密化及零或幾乎為零 的 X、y收縮。951 GREEN TAPE™(得自 E. I Dup〇nt之商品\ 之一典型的LTCC帶式鍋爐内型為三個半小時燒盡且燒^吉 φ 曲線包括：以2.5°C /分鐘為25°c至60。(：、（2)以19.2°C /分 鐘為 6(TC 至 400。〇、分鐘為 4〇〇。(：至 435它、（7) 以7.0。(：/分鐘為435。(：至850t、（5)在85〇它停留17分鐘、 分鐘為85(Γ(^4^、且⑺以〇 rc/分鐘為4〇 °c至室溫。對任一熟習此項技術者而言，只要足夠的有機 燒盡、峰值溫度之斜率、峰值溫度持續時間、及減少比率 可最優化則可根據個人的帶式鍋爐規格改質上述曲線以產 生所要的結果。 •【圖式簡單說明】 圖la-lb為一用於說明z軸對稱之界定之普通介電帶排列 的說明，此等係關於美國專利申請案6〇/385,697。 - 圖2a_2c為一在沒有任一俯曲或拱曲的情況下添加先前 技術非功能材料需要以使該LTCC結構對稱並可共燒之說 明。等號意謂該嚴重拱曲之組件2八之功能僅可在焙燒之前 向該2B層壓物添加2C之後由一無拱曲組件提供。 圖3a-3d為一先前技術不對稱結構之說明，其中存在兩個 不同化學品之帶且二者在共燒之後均顯示嚴重的拱曲。 106352.doc -37- 1280955 圖4a-4b為一先前發明， 美國專利申晴案10/430,081之不 對稱結構之說明。 圖5a-5d為在本發明之— 苐二及主要低k、低溫共燒陶瓷
基質内假對稱構型混合之kA 丨電層之說明。帶501及502代表 相同或不同k值之内部Φθ 丨朿、、專層，然而帶1 00代表該初級帶級 份且103為該結構之中線。 【主要元件符號說明】 100 初級帶 101 束縛帶 103 結構中線 201 剝離層 501 、 502 内部束缚帶
106352.doc 38-

Claims (1)

1280955 十、申請專利範圍： κ —種產生-無畸變且無拱曲不對稱低温共燒陶竟、 结構之 方法：該陶究結構大體上由-或多層之低k含玻璃内部自 束缚贡、-或多層之高让含玻璃内部自束缚帶、及至少一 層之含玻璃初級帶組成’其中該低k帶之介電常數小於 8’該㈣之介電常數大於8 ’且其中每一自束缚帶可獨 立地提供-具有該初級帶之自束縛無麼力輔助燒、紅取 Γ 牛且其中配置該等自束縛帶以防止結構對稱將自束缚 ▼之類型相對於該初級帶看作—整體，其中該等内部束 :帶及該初級帶經層壓以形成一組合不對稱層壓物且其 ::組件經熱處理產生一顯示相互作用抑制的X、y收縮 —。構’且其中该咼k含玻璃束缚帶之玻璃組合物在組成 乾圍中包含下列氧化物組份:B2〇36_13重量％、Ba〇2〇_22 重置％、U2〇 (Μ]」重量％、P2〇5 3 5 4 5重量％、叫 2 2^Γ重量％、CS2〇1 _6.5重量％、Nd2〇3 29-32重量 ％。 ^求項1之方法，其中該初級帶之介電常數在7至9之範 3 ·如請求項1之方法 式金屬化。 4·如請求項1之方法 上組裝。 其中该等帶層以一平坦及以一互聯方 其中該組件係以用表面安裝元件來板 5. 6. 束:ί項1之方法’其中在起始燒結該初級帶之前，該等 、、号帝之玻璃起始燒結以獲得一硬質形式。 如明泉们之方法，其中該等内部束縛帶及該初級帶包含 1 06352.doc 1280955 ，'有雙峰式粒徑分佈之填料 子之c Y %寸較大尺寸粒 在.5至3微米範圍中且較小尺 0.3至〇.8微米範圍中。 位子之D50在 I月求項1之方法，其中 之：Si02 52-55"%、Δ丨。 ^基於總組成 Al2〇3 12.5-14.5 重量 ％、Βη 重量 ％、Ca〇 16]8 重量 B2〇3 8-9 重罝 ％、Li2〇0.2-0.3 重量％、 . - ·5 量〇/0。 υ 4置里/❶、κ20 1-2重 8· 一種多層電子電路，包 式。 匕5如❺求項1之方法製備之硬質形 9·:種電子電路，包含如請求们之方法製 式、、中料㈣束㈣層提供 貝/ 10. 一種無畸變且無拱曲不對稱低、ά ^月匕。 結構大體上由一或多#h -I' H结構’該陶瓷 多声之古k入& & s之低k含玻璃内部自束缚帶、一或 夕層之a含破璃内部自束、缚帶 戈 級帶組成，其中該低k ^層之含玻璃初 電常數大於8,且:中Π:， 該初級帶之自束縛無屋力輔助燒^=2“一具有 該等自束缚帶以防止結構 ^件且其中配置 該初級帶看作__ h :束缚帶之類型相對於 經層屢以形成—^ 該等内部束縛帶及該初級帶 理產生一顯示相 m组件經熱處 作用抑制的χ、 該高k含破璃内部束 y收化之九構’且其尹 含下列氧化組份.B 〇 組合物在組成範圍中包 2 3 6_13 重量 ％、如〇20-22 重量 ％、 W6352.doc 1280955 1^2〇0.5-1.5重量％、卩2〇53.5-4.5重量％、1^〇2 25-33 重量 %、Cs20 1-6.5重量％、Nd203 29-32重量％，且其中在起 始燒結該初級帶之前，該等束缚帶之玻璃起始燒結以獲 得一硬質形式。 11 ·如請求項10之陶瓷結構，其中該初級帶之玻璃包含基於 總組合物之：Si〇2 52-55重量％、Al2〇3 12.5-14.5重量％、 82〇38-9重量％、〇&〇16-18重量％、]\^〇0.5-5重量％、 Na20 1.7-2.5重量 ％、Li20 0.2-0.3 重量 ％、SrO 0-4重量 ％、 K20 1-2重量 ％。
106352.doc
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