JPH01140792A - 回路基板組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野］ 本発明は回路基板組成物に関するものである。

［従来の技術］ 従来、厚膜回路素子用の基板としては、主にアルミナ基
板と１０００℃以下の低温度での焼成を可能にした低融
点ガラスフリットを無機耐火物フィラー笠からなる低温
焼成基板との２つのタイプがある。該２つのタイプの基
板とも多層基板にすることは可能であるが、アルミナ基
板は焼成温度１５００〜１６００℃であるため内部の導
体材料をＭｏ、　Ｗ等の抵抗値が高い高融点金属を使用
しなければならず、またアルミナ基板は誘電率も大きく
、高周波回路等には不適であった。

一方、低温焼結基板は多層化した場合Ｃｕ、　Ａｇ等の
低融点、低抵抗の導体を使用でき、しかも誘電率がアル
ミナ基板より２０〜３０％低いため、高周波回路に適し
ているので注目を集めている。

しかし該低温焼成基板の強度はアルミナ基板の半分程度
しかなく、たとえば上記低温焼成基板上に電気的接続用
のビン等を立てると、該低温焼成基板のそのビンの周辺
部が破損することがしばしばあった。また、上記焼成基
板上に穴をあけビス等でケース等に取りつける場合、該
穴の周辺にクラックがはいることがあった。このため上
記した利点があるにもかかわらず、低温焼成基板は厚膜
回路素子用等の強度が必要とされるものには不適で製品
化に支障をきたしていた。

以上の記載事項を補うものとして、低温焼成基板中に混
入させる繊維としてＳｉＣウィスカーを使用したもの（
特開昭６２−１７３７４２号公報）、石英ガラス繊維を
使用したもの（特開昭６２−２４１３９１号公報）、が
提案されているが、前者はＳｉＣ中の炭素が焼成中に低
温焼成基板中に含まれているガラス中の酸素と反応して
ｃｏ、　ｃｏ□ガスを発生させる欠点を有しており、後
者は焼成中、石英ガラス繊維は収縮せず、それ以外の成
分は収縮するので親和性が悪くなる欠点を有していた。

［発明の解決しようとする問題点］ 本発明の目的は、従来技術が有していた前述の欠点を解
消しようとするものであり、従来知られていなかった回
路基板組成物を新規に提供することを目的とするもので
ある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、前述の問題点を解決すべくなされたものであ
り、無機成分が、ガラス粉末３０〜７０重ｈ１％と、耐
火物フィラー３０〜７０重量％とからなる組成物に対し
、酸化物セラミックスファイバー又は酸化物セラミック
スウィスカーを添加してなる回路基板組成物を提供する
ものである。

本発明において添加する酸化物セラミックスファイバー
及び酸化物セラミックスウィスカーは、多層回路基板を
繊維強化する作用を有するものであれば、特に限定され
ない。

一般には、低融点ガラスフリットの弾性率より充分大き
な弾性率を有するファイバーもしくはウィスカーが考え
られるが、非酸化物セラミックスウィスカー（ＳｉＣ，
５ｉｓＮ４等）は、焼成時にガラスと反応し発泡現象が
発生するので好ましくはなく、酸化物であることが望ま
しい。中でも、５ｉＯａ、Ａｌ２Ｏ５，ＭｇＯ，にｚＴ
！ｅＯ＋３．　Ｚｒ０ａのファイバーもしくはウィスカ
ーが繊維強化に効果がある。かかるファイバーもしくは
ウィスカーは、単独で使用してもよく、２種以上併用し
てもよい。

かかるファイバーもしくはウィスカーの添加量はガラス
粉末及び耐火物フィラーの総量である無機成分に対し、
重量で２〜１５％添加するのが好ましい。添加量が２重
量％未満では、添加による効果が少なく、他方３５重量
％を越えると基板の表面粗度が低下するので好ましくな
い。

一方、無機成分中のガラス粉末の含有量は、３０重量％
より少ないと充分な緻密焼結層ができず、好ましくない
。一方、７０１遺％より多いと、表面に形成する導体と
の反”応性が大きくなり、導体の半田濡れ性を損なうの
で好ましくない。

チタン酸のカリウム（Ｋ２ＴｉａＯ＋　ａ）ウィスカー
やその他の化合物のファイバーを使用する場合の形状に
ついて表１に示した。本来、本発明に使用するファイバ
ー、ウィスカーは細くである程度長いものが望ましいが
、ファイバーでは細いものができず、ウィスカーは長い
物ができない。太いものは多層回路基板の表面が粗くな
り、ペーストの印刷ができなくなる。また、長さが２０
０μｍ以上であると、ドクターブレード成形時に配向し
てしまい、グリーンシートの収縮率の制御が困難となる
。また平均アスペクト比が１０以下の繊維では強化効果
が少ない。

一方、耐火物フィラーとしては、アルミナ（ＡＩＪ＊ｌ
、ジルコン（ＺｒＳｉＯ４１、〕オオルスステライトコ
ージェライト等が単独または併用で用いることができる
が、これらフィラーは、いずれもガラスとはなじみ易く
、緻密な焼結基板が得られ、さらに入手し易いという特
徴を持っている。

［作用］ 本発明は、回路基板組成物に酸化物セラミックスファイ
バーもしくは、酸化物セラミックスウィスカーを添加す
ることにより、基板を繊維強化する。

［実施例］ 低融点ガラスフリットと無機耐火物フィラーと酸化物セ
ラミックスファイバーもしくは、酸化物セラミックスウ
ィスカーを所定の割合（表２に記載）になるように混合
した。

次いで、これらに有機バインダーとして、アクリル樹脂
、可塑剤として、フタル酸ジブチル、並びに溶剤として
トルエンを添加し、混練して粘度１０．０００〜３０．
口００ｃｐｓのスラリーを作成した。次いで、このスラ
リーを約０．２ｍｍ厚のシートにした後、７０℃で約２
時間屹燥した。次いでこのシートに導体ペーストを印刷
し、４層に積層して、９００℃、６時間焼成し、焼成基
板を製造した。

次に、該焼成基板を使用して第１図に示す厚膜回路素子
１１を作った。第１図において１はＩｃチップ、２，４
．７はボンディングバット、３．８はＡｇ−Ｃｕロウ材
、５は焼成基板、６は内部導体、９は入出力用のビン（
Ｉ１０ビン）、ＩＯはクラック、１１は厚膜回路素子で
ある。

焼成基板上のボンディングバット７上にＡｇ−Ｃｕのロ
ウ材８を塗布し、４２−アロイの　１１０ビン９を立て
、８５０℃・１０分間加熱し、接着させた。この焼成基
板５について、抗折強度、破壊靭性（Ｋ　Ｉｃ）　、＋
１０ビン９の接着強度を評価した。評価結果を表２の下
段に示した。表２から明らかな如く、本発明の組成物は
、＋１０ビン９の接着強度に優れた信頼性の高い回路基
板素子を製造するのに適している。なお、各特性の評価
方法は次のとおりである。抗折強度：東洋ボールドウィ
ン製強度試験機により測定した。

破壊靭性値（Ｋ　Ｉｃ）　　：　Ｄ、Ｔ、法により測定
した。

（ｄｏｕｂｌｅ　ｔｏｒｓｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ
　）　　接着強度：西進商事■製、接着強度試験機によ
り測定した。

［発明の効果コ 本発明による回路基板組成物は、繊維強化により、基板
強度向上の効果を有し、特に基板のＫＩＧが著しく向上
するという効果が認められＺる。

また本発明の繊維の材質は酸素と反応しないので焼成中
の発泡もなく、緻密にでき上り、繊維をばらばらに混入
させているだけなので、焼成中の収縮成分にも親和性が
良い。

さらには、Ｉ１０ビンと基板との接着力も強固になり、
信頼性の高い、高性能な厚膜回路素子用の基板が得られ
る。

表１

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）無機成分が、ガラス粉末３０〜７０重量％と、耐
   火物フィラー３０〜７０重量％とからなる組成物に対し
   、酸化物セラミックスファイバー又は酸化物セラミック
   スウィスカーを添加してなる回路基板組成物。
2. （２）前記酸化物セラミックスファイバーもしくは酸化
   物セラミックスウィスカーは無機成分に対し、２〜３５
   重量％添加されている特許請求の範囲第１項記載の回路
   基板組成物。
3. （３）前記酸化物セラミックスファイバーもしくは酸化
   物セラミックスウィスカーは、Ａｌ＿２Ｏ＿３，ＺｒＯ
   ＿２，ＳｉＯ＿２，ＭｇＯ，Ｋ＿２Ｔｉ＿５Ｏ＿１＿３
   から選ばれた少なくとも１者である特許請求の範囲第１
   項又は第２項記載の回路基板組成物。