特集　Low Temperature Cofired Ceramics ; LTCC

特集によせて
防衛大学校　通信工学科　山本　孝

「Low Temperature Cofired Ceramics ; LTCC」の特集を組むことにあたって,LTCCの開発背景を述べてみたい.通話だけで始まった携帯電話は,今やパソコン,テレビまで搭載し始め高性能化は留まるところを知らない.テレビはブラウン管から液晶,プラズマへと発展し,パソコンを取り込むか,パソコンがテレビに変身しようとしている.このような製品の根幹を成すハードウエア技術の主役は半導体技術である.接合型トランジスタの誕生 (1949年) から,わずかに55年でMOSIC (1964年) 〜 LSI (1969年) 〜 VLSI (1978年) 〜ULSI (1989年) と発展してきた.

LTCCの歴史は,ICチップや抵抗,容量素子を搭載あるいは,その上にこれらの素子を結ぶ回路を形成したアルミナセラミックス基板に始まる.コンピュータに多用される多層回路は,耐熱性,機械的強度,絶縁性は有機材料に比べると優れているが,高い誘電率が原因の信号の遅延,高い焼成温度のために銅のような低融点金属を同時焼成できずタングステンなどの高融点金属を導体として使用することにより回路の導体抵抗の増大,微細なパターンが施せないことなどにより,大型コンピューターの高速化に障害となった.ホウケイ酸ガラスとアルミナを組み合わせた結晶化ガラスは,1000℃以下で焼成可能であり,Auを配線導体とした多層化が可能であった,LTCCの始まりである (1982年) .コンピュータの高速化を目的とする低温焼結,低誘電率化,導体の低抵抗化を目的とした,1000℃以下で焼成可能なガラスセラミックスの開発が進められた.

このようなことを技術背景として,西垣等は多層配線用にAg導体 (融点=960℃) ,ガラスセラミックス複合体を使用して,拘束焼成(無収縮,Z焼成とも呼ばれる)を行い,自動車用多層LTCCの大型化を実現した (1995年) .LTCCは半導体と同じ歴史をたどり,導体配線,抵抗,容量を内部に取り込み,益々高集積化していくであろう.

LTCC基板用グリーンシート
■著者
日本電気真空硝子(株)第一事業部　CP技術部長　小林　吉伸　他

■要約
LTCC基板は製造プロセスがアルミナセラミック基板に比べ容易であることから自社の設計ノウハウを生かした機能モジュールが比較的容易に自社開発及び生産が出来る点が注目をされており,モジュールメーカーや電子部品メーカーの高付加価値化対応として検討されている.


LTCC用導電性ペースト
■著者
昭栄化学工業株式会社　技術部　馬場　則弘

■要約
LTCCはセラミックス成分の誘電体材料と金属成分の導体材料で構成され,セラミックグリーンシート積層法をベースに厚膜ペースト技術が加わったセラミックス多層技術に分類される.本稿では,セラミックス多層技術における導体材料技術,主にLTCCの内部導体に要求される特性とそれを実現する導電性ペーストについて紹介する.


回路と電磁界シミュレータの連携によるLTCC設計技術
■著者
アンソフト・ジャパン株式会社　門田　和博

■要約
近年の携帯電話を代表とする無線通信機器の小型化・薄型化に伴いLTCC部品への要求は更に厳しいものとなっている.更にHDMIなどの高速デジタル信号伝送の普及により,ノイズ関連部品への需要も広がってきており,これまで高周波回路が主であったLTCC部品がデジタル信号伝送系での需要により,周波数特性だけではなく時間軸での特性をも考慮した設計が必要となってきた.この章では,3D電磁界・回路シミュレータを用いたLTCC設計と合わせて,回路シミュレータ上での,その評価方法なども解説する.


LTCC基板の実用化
■著者
(株)大垣村田製作所　福田　順三

■要約
80年代より開発が始まったLTCC基板は,コンピューターや車載,通信の分野での量産が開始され,近年はエンジンルームでの高耐熱性環境で使用される車載用ECU (Electronics Cotroll Unit) 基板や,また携帯電話等に使用される小型高周波通信用電子回路基板として脚光を浴びている.そこで,本稿ではこれらに使用されるLTCC基板の技術動向及び最近の応用例につき述べる.


マイクロ波通信用LTCC材料と内蔵用低温焼成BaTiO3 セラミックス
■著者
双信電機株式会社 技術本部　小田切　正

■要約
本報ではこれらのマイクロ波通信に使われているLTCC材料,さらに新たに開発した高誘電率材料である低温焼成チタン酸バリウムを紹介する.


高周波用LTCC材料技術の進歩とその応用
■著者
太陽誘電株式会社　商品開発本部材料開発部　川村　敬三　他

■要約
ここでは,まず,LTCC開発の経緯を簡単に述べ,その後,多様化が進んでいるLTCC材料について,それぞれの特徴を述べたい.また,これらの材料を使用した高周波積層部品として,積層バンドパスフィルタの設計と製品例について述べる.


LTCC材料・プロセス技術の革新とその応用デバイス
■著者
TDK株式会社　テクノロジーGrp. 技術企画部長　兼　デバイス開発センター長　高橋　毅　他

■要約
高周波材料にはマイクロ波誘電体や樹脂材料,複合材料などが存在するが,現在の高周波デバイスの中心はLTCC材料である.本稿では,LTCC材料の技術要素やその応用デバイスと共に,最近注目されている異種積層誘電体を適用したLTCC基板の特長やそのキー・プロセスを述べる.


フォトレジストフィルムを用いたLTCCのファインパターニングおよびスルーホールの新たな形成方法
■著者
日本大学理工学部　内木場　文男

■要約
LTCCの製造工程において,導体パターンの形成とスルーホールの形成は技術的に重要な工程であり,また,大型装置が必要なためコストのかかる部分となっている.既存技術においてはそれぞれスクリーン印刷とレーザパンチングが用いられるが一層の微細化を検討する段階になって,難点が浮き彫りになってきた.
本稿においては,これらの既存技術について検討を加えた後にフォトレジストフィルムを用いた新たな導体パターン形成方法とスルーホール形成方法について説明を行う.


連載
近代日本のセラミックス産業と科学・技術の発展に尽力した偉人,怪人,異能,努力の人々(30)近代日本の陶芸の発展に尽力した人々(4)板谷波山,小森忍,河井寛次郎,濱田庄司,島岡達三(敬称略)などの傑出した方々と,東京工業学校,東京高等工業学校,東京工業大学,大阪高等工業学校,京都市立陶磁器

試験場などの関係者の方々---　濱田庄司,悟達の陶芸
■著者
宗宮　重行