JPH01230462A - 多層基板用低温焼結磁器組成物 - Google Patents
多層基板用低温焼結磁器組成物Info
- Publication number
- JPH01230462A JPH01230462A JP63057548A JP5754888A JPH01230462A JP H01230462 A JPH01230462 A JP H01230462A JP 63057548 A JP63057548 A JP 63057548A JP 5754888 A JP5754888 A JP 5754888A JP H01230462 A JPH01230462 A JP H01230462A
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- Japan
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- low
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- composition
- temperature sintering
- silver
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
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。
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〕
この発明は、多層基板用低温焼結磁器組成物に関し、特
に、複数の磁器層が積層され、磁器間に回路が形成され
て成る多層磁器基板に適した、多層基板用低温焼結磁器
組成物に関する。
に、複数の磁器層が積層され、磁器間に回路が形成され
て成る多層磁器基板に適した、多層基板用低温焼結磁器
組成物に関する。
一般に、電子機器の小型化に伴い、電子回路を構成する
各種電子部品を実装するのに磁器基板が汎用され、最近
では、実装密度を更に高めるため、表面に導電材料のペ
ーストで回路パターンを形成した未焼成の磁器シートを
複数枚積層し、これを焼成して一体化した多層磁器基板
が開発されている。
各種電子部品を実装するのに磁器基板が汎用され、最近
では、実装密度を更に高めるため、表面に導電材料のペ
ーストで回路パターンを形成した未焼成の磁器シートを
複数枚積層し、これを焼成して一体化した多層磁器基板
が開発されている。
従来はこのような多層も〃器基板の材料としてアルミナ
が用いられていたが、これには、■その焼結温度が１５
００〜１６００°Ｃと高温であるため、焼結に要する多
量のエネルギーが必要になりコスト高になる、■基板内
部に形成される内部回路の導電材料が高温の焼結温度に
耐え得るＷやＭｏ等の高融点金属しこ限定されるため、
回路パターンそのものの抵抗値が高くなる、■アルミナ
の熱膨張係数がアルミナ基板の上に搭載される半導体を
構成するシリコンチップよりも大きいため、シリコンチ
ップに熱ストレスが加わりそれにクランクを発生させる
原因となる、■アルミナそのものの誘電率が高いため、
回路の内部を伝播する信号の遅延時間が大きくなる、等
の問題があった。
が用いられていたが、これには、■その焼結温度が１５
００〜１６００°Ｃと高温であるため、焼結に要する多
量のエネルギーが必要になりコスト高になる、■基板内
部に形成される内部回路の導電材料が高温の焼結温度に
耐え得るＷやＭｏ等の高融点金属しこ限定されるため、
回路パターンそのものの抵抗値が高くなる、■アルミナ
の熱膨張係数がアルミナ基板の上に搭載される半導体を
構成するシリコンチップよりも大きいため、シリコンチ
ップに熱ストレスが加わりそれにクランクを発生させる
原因となる、■アルミナそのものの誘電率が高いため、
回路の内部を伝播する信号の遅延時間が大きくなる、等
の問題があった。
これに対して同一出願人は、上記のような問題点を解決
した多層基板用低温焼結磁器組成物を別途提案している
（特願昭６１−２３４１２８号）。
した多層基板用低温焼結磁器組成物を別途提案している
（特願昭６１−２３４１２８号）。
これを要約して説明すると、この多層基板用低温焼結磁
器組成物は、コージェライトが６０〜９０重量％、Ｂ２
Ｏ３が５〜２０重量％並びにＣａＯ１ＳｒＯおよびＢａ
Ｏの一種以上カ月〜２５重量％から成ることを特徴とす
るものである。
器組成物は、コージェライトが６０〜９０重量％、Ｂ２
Ｏ３が５〜２０重量％並びにＣａＯ１ＳｒＯおよびＢａ
Ｏの一種以上カ月〜２５重量％から成ることを特徴とす
るものである。
ここでコージェライトとは、２Ｍｇ０・２ＡＩ□０３・
５ＳｉＯｚの他、Ｅ、Ｎ、Ｌｅｖｉｎ ｅｔ ａｌ、に
よるＩＩＰｈａｓｅ Ｄｉａｇｒａｍｓ ｆｏｒ Ｃｅ
ｒａｍｉｓｔｓ”、Ｔｈｅ ＡｍｅｒｉｃａｎＣｅｒａ
ｍｉｃ ５ｏｃｉｅｔｙ、Ｃｏｌｕｍｂｕｓ、１９６４
．Ｐ、２４６（Ｆｉｇ、７１２）に開示されている組成
範囲から構成されるものであり、より具体的には第１図
における領域Ａのものを指す。
５ＳｉＯｚの他、Ｅ、Ｎ、Ｌｅｖｉｎ ｅｔ ａｌ、に
よるＩＩＰｈａｓｅ Ｄｉａｇｒａｍｓ ｆｏｒ Ｃｅ
ｒａｍｉｓｔｓ”、Ｔｈｅ ＡｍｅｒｉｃａｎＣｅｒａ
ｍｉｃ ５ｏｃｉｅｔｙ、Ｃｏｌｕｍｂｕｓ、１９６４
．Ｐ、２４６（Ｆｉｇ、７１２）に開示されている組成
範囲から構成されるものであり、より具体的には第１図
における領域Ａのものを指す。
上記のように組成範囲を限定した理由は次の通りである
。即ち、コージェライトが６０重量％未満では熱膨張係
数が大きくなり、一方９０重量％を越えると焼結温度が
高くなるからであり、またＢ２Ｏ３が５重量％未満では
焼結温度が高くなり、一方２０重量％を越えると発泡し
、焼結温度範囲が狭くなるからであり、またＣａＯ、Ｓ
ｒＯおよびＢａＯの一種以上が１重量％未満では焼結せ
ず、一方２５重量％を越えると誘電率が大きくなるから
である。
。即ち、コージェライトが６０重量％未満では熱膨張係
数が大きくなり、一方９０重量％を越えると焼結温度が
高くなるからであり、またＢ２Ｏ３が５重量％未満では
焼結温度が高くなり、一方２０重量％を越えると発泡し
、焼結温度範囲が狭くなるからであり、またＣａＯ、Ｓ
ｒＯおよびＢａＯの一種以上が１重量％未満では焼結せ
ず、一方２５重量％を越えると誘電率が大きくなるから
である。
このような多層基板用低温焼結磁器組成物によれば、■
１０２０ ’Ｃ以下の温度で焼結可能であり、回路パタ
ーンを形成するための導電材料としてＡ、、、Ａｇ−Ｐ
ｄ等の比較的安価な貴金属が使用でき、また非酸化性の
雰囲気で焼成できるため、回路パターンの導電材料とし
て安価なＣｕ、Ｎｉ等の卑金属が使用でき、更には内部
に抵抗パターンを形成するに当たっても、サーメット材
料が使用できる、■熱膨張係数が３〜５ Ｘ １０−６
／’Ｃと小さく、この基板の上にシリコンを搭載しても
、熱ストレスによってシリコンにクラックが発生する恐
れがない、■誘電率が６以下と、アルミナの値よりも小
さいため、信号の遅延時間の短縮が図れる、等の効果が
得られる（後述する第１表参照）。
１０２０ ’Ｃ以下の温度で焼結可能であり、回路パタ
ーンを形成するための導電材料としてＡ、、、Ａｇ−Ｐ
ｄ等の比較的安価な貴金属が使用でき、また非酸化性の
雰囲気で焼成できるため、回路パターンの導電材料とし
て安価なＣｕ、Ｎｉ等の卑金属が使用でき、更には内部
に抵抗パターンを形成するに当たっても、サーメット材
料が使用できる、■熱膨張係数が３〜５ Ｘ １０−６
／’Ｃと小さく、この基板の上にシリコンを搭載しても
、熱ストレスによってシリコンにクラックが発生する恐
れがない、■誘電率が６以下と、アルミナの値よりも小
さいため、信号の遅延時間の短縮が図れる、等の効果が
得られる（後述する第１表参照）。
〔発明の目的］
」二記のような多層基板用低温焼結磁器組成物を更に横
側したとごろ、それを焼成したセラミックス（磁器）の
機械的強度（曲げ強度）についてなお改善の余地がある
ことが分かった。これは、上記のようなセラミックスの
内部に直径１〜１０μｍ程度のボア（空孔）が比較的多
く含まれおり（第１表参照）、これが当該セラミックス
に機械的な力が加えられた際の破壊の起点となるため、
ボアの直径が大きく、ボアの数が多いセラミックスはど
機械的強度が小さくなるからである。
側したとごろ、それを焼成したセラミックス（磁器）の
機械的強度（曲げ強度）についてなお改善の余地がある
ことが分かった。これは、上記のようなセラミックスの
内部に直径１〜１０μｍ程度のボア（空孔）が比較的多
く含まれおり（第１表参照）、これが当該セラミックス
に機械的な力が加えられた際の破壊の起点となるため、
ボアの直径が大きく、ボアの数が多いセラミックスはど
機械的強度が小さくなるからである。
そこでこの発明は、上記のような多層基板用低温焼結磁
器組成物を更に改善して、その上記のような優れた特性
を損なうことなく、機械的強度のより大きなセラミック
スを得ることができる多層基板用低温焼結磁器組成物を
提供することを目的とする。
器組成物を更に改善して、その上記のような優れた特性
を損なうことなく、機械的強度のより大きなセラミック
スを得ることができる多層基板用低温焼結磁器組成物を
提供することを目的とする。
この発明の多層基板用低温焼結磁器組成物は、コージェ
ライトが６０〜９０重量％、Ｂ ２０ ：＋ カ５〜２
０重量％並びにＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの一種以上
が１〜２５真量％から成る主成分に対して、銀または銀
の化合物を金属銀に換算して０゜０１〜５重量％添加含
有させて成ることを特徴とする。
ライトが６０〜９０重量％、Ｂ ２０ ：＋ カ５〜２
０重量％並びにＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの一種以上
が１〜２５真量％から成る主成分に対して、銀または銀
の化合物を金属銀に換算して０゜０１〜５重量％添加含
有させて成ることを特徴とする。
主成分の組成範囲の限定理由は前述の通りである。
銀添加量を上記のように限定したのは、０．０１重量％
未満では、ボアの直径力月μｍ以下とならずセラミック
スの機械的強度があまり改善されないからであり、一方
５重量％を越えると、セラミックスの絶縁性が低下する
からである。
未満では、ボアの直径力月μｍ以下とならずセラミック
スの機械的強度があまり改善されないからであり、一方
５重量％を越えると、セラミックスの絶縁性が低下する
からである。
銀の化合物としては、例えばＡｇｚ○、Ａｇ、ＣＩ、Ａ
ｇＢｒ、ＡｇＴ、Ａ ｇ Ｎ ０３等の銀元素を含む化
合物が採り得る。
ｇＢｒ、ＡｇＴ、Ａ ｇ Ｎ ０３等の銀元素を含む化
合物が採り得る。
まず、比較のために、前述したような同一出願人が先に
提案している多層基板用低温焼結磁器組成物の範囲に属
するが銀を添加していない組成物を用いた試料の特性等
を第１表に示す。
提案している多層基板用低温焼結磁器組成物の範囲に属
するが銀を添加していない組成物を用いた試料の特性等
を第１表に示す。
（以下余白）
これは次のようにして測定したものである。
まず、コージェライトの原料を準備した。原料として、
ＳｉＯ３、ＭｇＯまたはＭｇＣＯ２あるいはＴａｌｃ（
３Ｍｇ０ ・４ Ｓ ｉ○ｚ ・Ｈ２Ｏ） 、ＡＩｚＯ
ａを秤量し、混合した。この混合物を１３５０〜１４０
０ ’Ｃで仮焼した。このようにして第１図で示したコ
ージェライト組成物を得た。このコージェライト仮焼物
を粉砕して新たにコージェライト原料として準備した。
ＳｉＯ３、ＭｇＯまたはＭｇＣＯ２あるいはＴａｌｃ（
３Ｍｇ０ ・４ Ｓ ｉ○ｚ ・Ｈ２Ｏ） 、ＡＩｚＯ
ａを秤量し、混合した。この混合物を１３５０〜１４０
０ ’Ｃで仮焼した。このようにして第１図で示したコ
ージェライト組成物を得た。このコージェライト仮焼物
を粉砕して新たにコージェライト原料として準備した。
次に、このコージェライト原料と、その他の構成（Ａ料
、即ちＢ２Ｏ３またＢＮあるいはＢ、Ｃ１ＣａＯまたは
ＣａＣＯ３、Ｓｒ○またはＳｒＣＯ３、ＢａＯまたはＢ
ａ Ｃ０３、Ｃｕ Ｏ、Ｎ ｉ Ｏ、Ｃ０２０３を４
備し、第１表に示す組成の磁器が得られるように、秤量
、混合した。
、即ちＢ２Ｏ３またＢＮあるいはＢ、Ｃ１ＣａＯまたは
ＣａＣＯ３、Ｓｒ○またはＳｒＣＯ３、ＢａＯまたはＢ
ａ Ｃ０３、Ｃｕ Ｏ、Ｎ ｉ Ｏ、Ｃ０２０３を４
備し、第１表に示す組成の磁器が得られるように、秤量
、混合した。
そしてこの混合物を８００〜９００°Ｃの温度で仮焼し
、粉砕した。この粉砕した粉末に有機バインダーを加え
て混練し、得られたスラリーをドクターブレード法にて
厚さ１ｍｍのシート状に成形した。このセラミックグリ
ーンシートをｉ従３０ｍｍ、横１０ｍｍの大きさにカッ
トし、水蒸気中に通過させた窒素をキャリヤガスとする
窒素−水蒸気の還元性もしくは非酸化性雰囲気中９００
’Ｃの温度でバインダー成分を燃焼させ、これを第１
表に示す各温度で１時間焼成して磁器を得た。
、粉砕した。この粉砕した粉末に有機バインダーを加え
て混練し、得られたスラリーをドクターブレード法にて
厚さ１ｍｍのシート状に成形した。このセラミックグリ
ーンシートをｉ従３０ｍｍ、横１０ｍｍの大きさにカッ
トし、水蒸気中に通過させた窒素をキャリヤガスとする
窒素−水蒸気の還元性もしくは非酸化性雰囲気中９００
’Ｃの温度でバインダー成分を燃焼させ、これを第１
表に示す各温度で１時間焼成して磁器を得た。
また、このセラミックグリーンシートを＠ｉ ３ ｍｍ
、横２０ｍｍの角板状にカットし、これを３枚積層して
２００ｋｇ／ｃＪで加圧し角柱状にした。
、横２０ｍｍの角板状にカットし、これを３枚積層して
２００ｋｇ／ｃＪで加圧し角柱状にした。
そして、これを上記の方法で焼成し、熱膨張測定用の試
料とした。
料とした。
尚、同表中の誘電率εおよび誘電体損失ｔａｎδは、共
に周波数ＩＭＨｚで測定した値であり、比抵抗は、試料
に直流１００Ｖを印加したときの値であり、熱膨張係数
αは、 α−（ΔＬ／Ｌ （Ｔ２ Ｔｌ）ｌ＋αＳｉ○２より
算出した値であり、ここでΔＬは加熱による試料の見掛
けの伸び（ｍｍ）、Ｌは室温での試料の長さ（ｍｍ）
、Ｔ、は室温、Ｔ２は５００°Ｃ１αＳ ｉ Ｏ２は石
英ガラスの熱膨張係数である。
に周波数ＩＭＨｚで測定した値であり、比抵抗は、試料
に直流１００Ｖを印加したときの値であり、熱膨張係数
αは、 α−（ΔＬ／Ｌ （Ｔ２ Ｔｌ）ｌ＋αＳｉ○２より
算出した値であり、ここでΔＬは加熱による試料の見掛
けの伸び（ｍｍ）、Ｌは室温での試料の長さ（ｍｍ）
、Ｔ、は室温、Ｔ２は５００°Ｃ１αＳ ｉ Ｏ２は石
英ガラスの熱膨張係数である。
また、ボア直径は、電子顕微鏡を用いて１０００倍で観
察したときのボアの最大直径である（第２表の場合も同
し）。
察したときのボアの最大直径である（第２表の場合も同
し）。
次に、上記第１表の試料の組成を主成分とし、これに銀
を添加した実施例の特性等を第２表に示す。同表中の括
弧内の試料番号■〜■は、主成分が第１表に示す同番号
のものであることを示す。
を添加した実施例の特性等を第２表に示す。同表中の括
弧内の試料番号■〜■は、主成分が第１表に示す同番号
のものであることを示す。
（以下余白）
第２表
この試料の製造工程等は、第１表の試料の場合とほぼ同
しであり、それとの相違点を説明すると、前述した主成
分用のコージェライト原料とその他の構成材料とを秤量
、混合する段階で、添加物としてＡｇまたはＡｇ２Ｏ、
ＡｇＣ］ 、ＡｇＢｒ 、ＡｇＩもしくはＡ ｇ Ｎ
０３を準備して上記主成分を］００としたときの金属Ａ
ｇに換算した銀添加量が第２表に示すものになるように
秤量、混合した。もっともこの添加物は、この段階と、
その後の前述した仮焼粉砕物に有機バインダーを加える
段階とのどちらか一方、あるいは両方の段階で加えても
よい。
しであり、それとの相違点を説明すると、前述した主成
分用のコージェライト原料とその他の構成材料とを秤量
、混合する段階で、添加物としてＡｇまたはＡｇ２Ｏ、
ＡｇＣ］ 、ＡｇＢｒ 、ＡｇＩもしくはＡ ｇ Ｎ
０３を準備して上記主成分を］００としたときの金属Ａ
ｇに換算した銀添加量が第２表に示すものになるように
秤量、混合した。もっともこの添加物は、この段階と、
その後の前述した仮焼粉砕物に有機バインダーを加える
段階とのどちらか一方、あるいは両方の段階で加えても
よい。
第２表において、＊印を付したものはこの発明の範囲外
のものであり、それ以外は全てこの発明の範囲内のもの
である。
のものであり、それ以外は全てこの発明の範囲内のもの
である。
この表と第１表とを比べれば分かるように、第１表のよ
うな主成分に根を０．０１〜５重量％添加含有させるこ
とで、第１表のものよりもボア直径が遥かに小さくで緻
密なセラミックスが得られ、その機械的強度（曲げ強度
）を１．８倍以上に高めることができた。
うな主成分に根を０．０１〜５重量％添加含有させるこ
とで、第１表のものよりもボア直径が遥かに小さくで緻
密なセラミックスが得られ、その機械的強度（曲げ強度
）を１．８倍以上に高めることができた。
しかも、比抵抗も第１表のものとほぼ同じ位あり、絶縁
基板としての特性を損なうごともない。
基板としての特性を損なうごともない。
また、その他の特性も第１表のものと特に変わらないの
で、第２表では省略した。
で、第２表では省略した。
以上のようにこの発明によれば、同一出願人が先に提案
した多層基板用低温焼結磁器ＨＡ成酸物優れた特性を損
なうことなく、緻密で機械的強度のより大きなセラミッ
クスを得ることができるようになる。
した多層基板用低温焼結磁器ＨＡ成酸物優れた特性を損
なうことなく、緻密で機械的強度のより大きなセラミッ
クスを得ることができるようになる。
第１閏は、コージェライトの組成範囲を示す回である。
Claims (1)
- （１）コージェライトが６０〜９０重量％、Ｂ＿２Ｏ＿
３が５〜２０重量％並びにＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯ
の一種以上が１〜２５重量％から成る主成分に対して、
銀または銀の化合物を金属銀に換算して０．０１〜５重
量％添加含有させて成ることを特徴とする多層基板用低
温焼結磁器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63057548A JPH062619B2 (ja) | 1988-03-11 | 1988-03-11 | 多層基板用低温焼結磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63057548A JPH062619B2 (ja) | 1988-03-11 | 1988-03-11 | 多層基板用低温焼結磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01230462A true JPH01230462A (ja) | 1989-09-13 |
| JPH062619B2 JPH062619B2 (ja) | 1994-01-12 |
Family
ID=13058840
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63057548A Expired - Fee Related JPH062619B2 (ja) | 1988-03-11 | 1988-03-11 | 多層基板用低温焼結磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH062619B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115141006A (zh) * | 2022-07-04 | 2022-10-04 | 杭州电子科技大学 | 一种微波介质陶瓷材料、复合材料及其制备方法、用途 |
-
1988
- 1988-03-11 JP JP63057548A patent/JPH062619B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115141006A (zh) * | 2022-07-04 | 2022-10-04 | 杭州电子科技大学 | 一种微波介质陶瓷材料、复合材料及其制备方法、用途 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH062619B2 (ja) | 1994-01-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |