JPH0274558A - セラミック基板 - Google Patents
セラミック基板Info
- Publication number
- JPH0274558A JPH0274558A JP63227724A JP22772488A JPH0274558A JP H0274558 A JPH0274558 A JP H0274558A JP 63227724 A JP63227724 A JP 63227724A JP 22772488 A JP22772488 A JP 22772488A JP H0274558 A JPH0274558 A JP H0274558A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- glass
- powder
- alumina
- acid resistance
- weight
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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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〕
この発明は耐酸性が高く、８００〜１０００℃の低温で
焼結できるセラミック基板に関するものである。
焼結できるセラミック基板に関するものである。
従来セラミック基板の主流はアルミナ基板であった。し
かし、アルミナ基板は１６００℃のような高温で焼成し
なければ焼結せず、このため、多層基板とする場合には
、内部の配線導体として高抵抗の耐火性金属粉末が使わ
れてきた。これに対し、１０００℃以下で焼結できる基
板を作ることができるならば、低抵抗の貴金属あるいは
銅などを内部配線導体として使用することができる。こ
のためアルミナに多層のガラスを添加する方法が用いら
れてきた。
かし、アルミナ基板は１６００℃のような高温で焼成し
なければ焼結せず、このため、多層基板とする場合には
、内部の配線導体として高抵抗の耐火性金属粉末が使わ
れてきた。これに対し、１０００℃以下で焼結できる基
板を作ることができるならば、低抵抗の貴金属あるいは
銅などを内部配線導体として使用することができる。こ
のためアルミナに多層のガラスを添加する方法が用いら
れてきた。
セラミックの多層基板を作る場合、まず最初に原料粉末
に有機系の結合剤として例えばポリビニルブチラール樹
脂、可塑剤として例えばトリオレイン等が加えられ、こ
れらに有機物の溶剤として例えばトルエンを加えてスラ
リーを作成し、シート成形方法によってセラミックのグ
リーンシートが作成される。次に、このシートを切断し
、スルーホール、ピアホールをあけ、導体ペーストによ
って配線が印刷され、多層に重ねられた後、加熱によっ
て多層に積層され、その後焼成される。このような手法
で多層配線のセラミック基板をつくる場合、導体ペース
トとして貴金属あるいは銅を使用したい場合には、１０
００℃以下で焼結されなければならず、このため低温で
焼結できるガラスをアルミナ粉末に５０％程度添加した
ものを原料粉末とする方法が用いられるようになってき
た。
に有機系の結合剤として例えばポリビニルブチラール樹
脂、可塑剤として例えばトリオレイン等が加えられ、こ
れらに有機物の溶剤として例えばトルエンを加えてスラ
リーを作成し、シート成形方法によってセラミックのグ
リーンシートが作成される。次に、このシートを切断し
、スルーホール、ピアホールをあけ、導体ペーストによ
って配線が印刷され、多層に重ねられた後、加熱によっ
て多層に積層され、その後焼成される。このような手法
で多層配線のセラミック基板をつくる場合、導体ペース
トとして貴金属あるいは銅を使用したい場合には、１０
００℃以下で焼結されなければならず、このため低温で
焼結できるガラスをアルミナ粉末に５０％程度添加した
ものを原料粉末とする方法が用いられるようになってき
た。
このように低温焼結性のガラスはＰｂＯを多量に含むガ
ラス、Ｂ２０．を多量に含むガラスが多い。また、低融
性のガラスとしてはアルカリを多く含むガラスも考えら
れる。
ラス、Ｂ２０．を多量に含むガラスが多い。また、低融
性のガラスとしてはアルカリを多く含むガラスも考えら
れる。
このように、ＰｂＯを多量に含むガラスは耐酸性は高い
が、基板誘電率の増加を招き、Ｂ２Ｏ３を多量に含むガ
ラスは耐酸性を悪くする等の問題があった。また、アル
カリを多く含むガラスは、基板材料として使用すると、
電圧をかけている間にアルカリがマイグレーションする
問題があった。
が、基板誘電率の増加を招き、Ｂ２Ｏ３を多量に含むガ
ラスは耐酸性を悪くする等の問題があった。また、アル
カリを多く含むガラスは、基板材料として使用すると、
電圧をかけている間にアルカリがマイグレーションする
問題があった。
このため低温焼結性のガラスとしてＭｇＯ−ＣａＯ−８
□０．またはＰ２Ｏ，−Ａｇ２Ｏ，−５ｉＯ□系ガラス
が提案された（特開昭６２−１２８９６１号）。 この
ガラスはガラス単独としての耐酸性は高いが、Ａｇ２Ｏ
，粉末とともに焼成すると、ガラスが熱処理されるため
２相に分離する傾向にあり、ガラス単独の場合より耐酸
性を悪化させるという問題点があった。
□０．またはＰ２Ｏ，−Ａｇ２Ｏ，−５ｉＯ□系ガラス
が提案された（特開昭６２−１２８９６１号）。 この
ガラスはガラス単独としての耐酸性は高いが、Ａｇ２Ｏ
，粉末とともに焼成すると、ガラスが熱処理されるため
２相に分離する傾向にあり、ガラス単独の場合より耐酸
性を悪化させるという問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、耐火性の粉末とガラスを用いて８５０〜１０
００℃の低温で焼結できる耐酸性の高いセラミック基板
を得ることを目的とする。
たもので、耐火性の粉末とガラスを用いて８５０〜１０
００℃の低温で焼結できる耐酸性の高いセラミック基板
を得ることを目的とする。
この発明に係るセラミック基板は、アルミナおよびムラ
イトから選ばれる少なくとも１種類の粉末と、５ｉｎ２
、Ａｎ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３、ＭｇＯ，ＣａＯ１ＢａＯおよ
びＺｎＯを主成分としたガラスとから焼結したものであ
る。
イトから選ばれる少なくとも１種類の粉末と、５ｉｎ２
、Ａｎ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３、ＭｇＯ，ＣａＯ１ＢａＯおよ
びＺｎＯを主成分としたガラスとから焼結したものであ
る。
この発明に用いるガラスはＳｉｎ、を基本構成要素とし
、ＰｂＯを含まず、無アルカリで８２０３を含む組成と
し、アルミナおよびアルカリ金属酸化物の混合比を選択
して、低温焼結性と耐酸性を高くしたものである。
、ＰｂＯを含まず、無アルカリで８２０３を含む組成と
し、アルミナおよびアルカリ金属酸化物の混合比を選択
して、低温焼結性と耐酸性を高くしたものである。
すなわちこの発明において要求されるガラスの主成分は
、耐酸性および焼結性からＳｉＯ□、ＡＲ２０，、Ｂ２
０）、 ＭｇＯ１ＣａＯ５Ｂａｄ、 ＺｎＯから構成さ
れるものである。そのガラスの組成範囲は、ＳｉＯ□が
４８〜５６重量％、 Ａｌ２２０３が１２〜１８重量％
、Ｂ２Ｏ３が８〜１９重址％、 ＭｇＯ＋ ＣａＯ＋
ＢａＯ＋ ＺｎＯの合計が２０±５重量％であり１合計
で１００重厘％となるものが好ましい。
、耐酸性および焼結性からＳｉＯ□、ＡＲ２０，、Ｂ２
０）、 ＭｇＯ１ＣａＯ５Ｂａｄ、 ＺｎＯから構成さ
れるものである。そのガラスの組成範囲は、ＳｉＯ□が
４８〜５６重量％、 Ａｌ２２０３が１２〜１８重量％
、Ｂ２Ｏ３が８〜１９重址％、 ＭｇＯ＋ ＣａＯ＋
ＢａＯ＋ ＺｎＯの合計が２０±５重量％であり１合計
で１００重厘％となるものが好ましい。
この組成において、５ｉｎ２がこの範囲より少ないと耐
酸性が悪くなり、この範囲を越えると焼結性が悪くなる
。Ａｇ２Ｏ，がこの範囲より少ないと相分離を起し、多
いと溶解しにくい。Ｂ２０．はこの範囲より少ないと焼
結性が悪くなり、この範囲より多いと耐酸性が悪くなる
。ＢａＯはこれが多いほど焼結性は高くなるが、多すぎ
ると耐酸性が悪くなる。
酸性が悪くなり、この範囲を越えると焼結性が悪くなる
。Ａｇ２Ｏ，がこの範囲より少ないと相分離を起し、多
いと溶解しにくい。Ｂ２０．はこの範囲より少ないと焼
結性が悪くなり、この範囲より多いと耐酸性が悪くなる
。ＢａＯはこれが多いほど焼結性は高くなるが、多すぎ
ると耐酸性が悪くなる。
ＺｎＯは耐酸性を向上させるのに特に顕著な効果がある
が、多すぎると焼結性が悪くなる。
が、多すぎると焼結性が悪くなる。
上記のガラスはアルミナおよびムライトから選ばれる１
種類の耐火性粉末とともに原料粉末として用いられ、従
来法と同様にグリーンシートを形成した後、 ８５０
−１０００℃で焼結することにより耐酸性の高いセラミ
ック基板が得られる。
種類の耐火性粉末とともに原料粉末として用いられ、従
来法と同様にグリーンシートを形成した後、 ８５０
−１０００℃で焼結することにより耐酸性の高いセラミ
ック基板が得られる。
この発明におけるガラス成分は、 Ｓｉｎ、およびＢ２
Ｏ３によりネットワークが形成され、他の成分は修飾酸
化物であるが、 Ｂ２０．、ＭｇＯ１ＣａＯ１ＢａＯ
により低温焼結性が付与され、ＡＱｚ ０３ 、 Ｚｎ
Ｏにより耐酸性が付与される。すなわち特開昭６２−１
２８９６１号において、Ｓｉｎ、、 ＡＱ、Ｏ，、Ｂ２
Ｏ３、ＭｇＯ，ＣａＯより構成されていたガラスのＣａ
Ｏの一部をＢａＯに変えることにより、Ｂ２Ｏ３を減少
させても低温焼結性が高まり、さらにＭｇＯをＺｎＯに
変えることにより、耐酸性を高めることができる。第１
図はその例を示すもので、５ｉｎ２５４、ＡＲ２０，１
５、Ｄ−Ｏｚ １１． Ｍｇ０（１０−ｙ）、Ｃａ０５
゜ＢａＯ３、ＺｎＯｙ（いずれも重量％）の組成のガラ
スを用いて、アルミナ粉末とともに焼結して基板を作成
した場合の耐酸性（５％ＨＣＱ、６０℃水溶液に６０分
間浸漬した場合の減量）を示す。
Ｏ３によりネットワークが形成され、他の成分は修飾酸
化物であるが、 Ｂ２０．、ＭｇＯ１ＣａＯ１ＢａＯ
により低温焼結性が付与され、ＡＱｚ ０３ 、 Ｚｎ
Ｏにより耐酸性が付与される。すなわち特開昭６２−１
２８９６１号において、Ｓｉｎ、、 ＡＱ、Ｏ，、Ｂ２
Ｏ３、ＭｇＯ，ＣａＯより構成されていたガラスのＣａ
Ｏの一部をＢａＯに変えることにより、Ｂ２Ｏ３を減少
させても低温焼結性が高まり、さらにＭｇＯをＺｎＯに
変えることにより、耐酸性を高めることができる。第１
図はその例を示すもので、５ｉｎ２５４、ＡＲ２０，１
５、Ｄ−Ｏｚ １１． Ｍｇ０（１０−ｙ）、Ｃａ０５
゜ＢａＯ３、ＺｎＯｙ（いずれも重量％）の組成のガラ
スを用いて、アルミナ粉末とともに焼結して基板を作成
した場合の耐酸性（５％ＨＣＱ、６０℃水溶液に６０分
間浸漬した場合の減量）を示す。
以下、この発明の詳細な説明する。
実施例１
まず初めにＳｉＯ□５４、ＡＱ、Ｏ□■５、Ｂ２０．１
１． Ｍｇ０８、ＣａＯ５，Ｂａ０５、ＺｎＯ２（重量
比）の組成のガラスを作成した。このガラスを粉砕した
粉末とアルミナ粉末を５０ ： ５０の重量比で混合し
、混合粉１００に対して、ポリビニルブチラール樹脂、
フタル酸デイブチル、トリオレインを各１０：８：１の
重量比で混合し、トルエンとエタノールの溶液を８５ｃ
ｃの割合で混合してスラリーを作成した。このスラリ−
を脱泡した後、ドクターブレードを通してポリエチレン
テレフタレートの膜に流し出し、アルミナ粉末とガラス
粉末からなるグリーンシートを作成した。このグリーン
シートから５０１１Ｉ１１角を切り取り、アルミナ系の
レンガの上に載せて、電気炉でｌＯ℃／時間の速度で加
熱し、９００℃で４時間保持した後、昇温速度と同じ速
度で降温し、セラミックの基板とした。これをまず重量
を測定し１次に５％塩酸水溶液を６０℃にし、６０分間
浸漬した後、水洗し、乾燥して重量を再度測定した。そ
の結果０．２ｍｇ／ｃＪの重量減少が測定された。また
吸水率を測定し、焼結程度の目安とした。ａｌ’ｌ定方
法は、まず基板重量を測定し、ビー力に入れた後、蒸留
水を入れて１時間煮沸した。その後、ビー力を冷却して
、基板を蒸留水ごと室温まで冷却し、基板を取り出して
濡れた布でよく基板表面の水をふき取り、再び基板重量
を測定した。この時の重量と吸水前の重量との差を吸水
前の重量で割った値が吸水率である。この実施例では吸
水率は０．１％以下であった。吸水率は濡れた布でのふ
き取り方の誤差があるため、０．１％以下は実質的に０
とみなせる。
１． Ｍｇ０８、ＣａＯ５，Ｂａ０５、ＺｎＯ２（重量
比）の組成のガラスを作成した。このガラスを粉砕した
粉末とアルミナ粉末を５０ ： ５０の重量比で混合し
、混合粉１００に対して、ポリビニルブチラール樹脂、
フタル酸デイブチル、トリオレインを各１０：８：１の
重量比で混合し、トルエンとエタノールの溶液を８５ｃ
ｃの割合で混合してスラリーを作成した。このスラリ−
を脱泡した後、ドクターブレードを通してポリエチレン
テレフタレートの膜に流し出し、アルミナ粉末とガラス
粉末からなるグリーンシートを作成した。このグリーン
シートから５０１１Ｉ１１角を切り取り、アルミナ系の
レンガの上に載せて、電気炉でｌＯ℃／時間の速度で加
熱し、９００℃で４時間保持した後、昇温速度と同じ速
度で降温し、セラミックの基板とした。これをまず重量
を測定し１次に５％塩酸水溶液を６０℃にし、６０分間
浸漬した後、水洗し、乾燥して重量を再度測定した。そ
の結果０．２ｍｇ／ｃＪの重量減少が測定された。また
吸水率を測定し、焼結程度の目安とした。ａｌ’ｌ定方
法は、まず基板重量を測定し、ビー力に入れた後、蒸留
水を入れて１時間煮沸した。その後、ビー力を冷却して
、基板を蒸留水ごと室温まで冷却し、基板を取り出して
濡れた布でよく基板表面の水をふき取り、再び基板重量
を測定した。この時の重量と吸水前の重量との差を吸水
前の重量で割った値が吸水率である。この実施例では吸
水率は０．１％以下であった。吸水率は濡れた布でのふ
き取り方の誤差があるため、０．１％以下は実質的に０
とみなせる。
実施例２
ガラス組成としてＳＬｎ、 ５４、ＡＩ２．０．１５、
Ｂ２０３１１、Ｍｇ０６． ＣａＯ５、Ｂａ０５、Ｚｎ
Ｏ４（重量比）のものを用意し、粉末を作成した。この
ガラス粉末を５０重量％、アルミナ粉末を５０重量％で
用意し、混合した後、実施例１と同様にしてグリーンシ
ートを作成し、切断後焼成してセラミックの基板とした
。次にこの基板の重量を測定し、５％の塩酸水溶液を６
０℃にし、６０分間浸漬した後、水洗し、乾燥して再び
重量を測定した。その結果、０．０２ｍｇ／ｃＪの重量
減少がｉｌｌ’ｌ定された。また、吸水率を実施例１と
同様にして測定したところ、０．１％以下であった。
Ｂ２０３１１、Ｍｇ０６． ＣａＯ５、Ｂａ０５、Ｚｎ
Ｏ４（重量比）のものを用意し、粉末を作成した。この
ガラス粉末を５０重量％、アルミナ粉末を５０重量％で
用意し、混合した後、実施例１と同様にしてグリーンシ
ートを作成し、切断後焼成してセラミックの基板とした
。次にこの基板の重量を測定し、５％の塩酸水溶液を６
０℃にし、６０分間浸漬した後、水洗し、乾燥して再び
重量を測定した。その結果、０．０２ｍｇ／ｃＪの重量
減少がｉｌｌ’ｌ定された。また、吸水率を実施例１と
同様にして測定したところ、０．１％以下であった。
従って実施例１と同様に吸水率はＯとみなせ、焼結は充
分行われていると考えられる。
分行われていると考えられる。
実施例３
ガラス組成としてＳｉｎ、 ５０、Ａｆ１２０．１５、
Ｂ２０．１５、Ｍｇ０１０、Ｃａ０８、ＺｎＯ２（重量
比）のものを用意し、この粉末とアルミナ粉末を５０
： ５０の比にして準備し、実施例１の方法と同様の工
程を通してセラミック基板を作成した。この基板の耐酸
性を実施例１の方法と同様にして測定したところ、５ｍ
ｇ／ａＪ以下の減少があった。またこの基板の吸水率は
０．１％以下であった。
Ｂ２０．１５、Ｍｇ０１０、Ｃａ０８、ＺｎＯ２（重量
比）のものを用意し、この粉末とアルミナ粉末を５０
： ５０の比にして準備し、実施例１の方法と同様の工
程を通してセラミック基板を作成した。この基板の耐酸
性を実施例１の方法と同様にして測定したところ、５ｍ
ｇ／ａＪ以下の減少があった。またこの基板の吸水率は
０．１％以下であった。
実施例４
ガラス組成トシテＳｊＯ□５２、ＡＱ２０．１５、Ｂ、
０．１３、ＭｇＯ６、ＣａＯ５，［３ａ０５、Ｚｎ０４
（重量比）を準備し、粉末とした。この粉末とアルミナ
粉末を６０ ： ４０の比にして混合し、実施例１と同
様の工程を通してセラミックスの基板を作成し、耐酸性
を測定したところ、減少量は１ｍｇ／ａ＃であった。ま
た、吸水率を測定したところ、０．１％以下であった。
０．１３、ＭｇＯ６、ＣａＯ５，［３ａ０５、Ｚｎ０４
（重量比）を準備し、粉末とした。この粉末とアルミナ
粉末を６０ ： ４０の比にして混合し、実施例１と同
様の工程を通してセラミックスの基板を作成し、耐酸性
を測定したところ、減少量は１ｍｇ／ａ＃であった。ま
た、吸水率を測定したところ、０．１％以下であった。
なお、この発明の実施例において、アルミナ粉末とガラ
ス粉末の比を５０ ： ５０としたが、これよりガラス
を多くしても、問題はない。また、アルミナ粉末の代り
にムライト粉末を用いても同様の結果が得られる。
ス粉末の比を５０ ： ５０としたが、これよりガラス
を多くしても、問題はない。また、アルミナ粉末の代り
にムライト粉末を用いても同様の結果が得られる。
以上のように、この発明によればアルミナ粉末またはム
ライト粉末との焼結性が高く、焼結後の耐酸性が高くな
るガラス組成を選択したので、信頼性の高い１０００℃
以下の低温で焼結でき、耐酸性の高いセラミック基板を
得ることができる。
ライト粉末との焼結性が高く、焼結後の耐酸性が高くな
るガラス組成を選択したので、信頼性の高い１０００℃
以下の低温で焼結でき、耐酸性の高いセラミック基板を
得ることができる。
第１図は本発明のセラミック基板の耐酸性に及ぼすＺｎ
Ｏの効果を示すグラフである。
Ｏの効果を示すグラフである。
Claims (1)
- （１）アルミナおよびムライトから選ばれる少なくとも
１種類の粉末と、ＳｉＯ＿２、Ａｌ＿２Ｏ＿３、Ｂ＿２
Ｏ＿３、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＢａＯおよびＺｎＯを主成分
としたガラスとを焼結したことを特徴とするセラミック
基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63227724A JPH0274558A (ja) | 1988-09-12 | 1988-09-12 | セラミック基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63227724A JPH0274558A (ja) | 1988-09-12 | 1988-09-12 | セラミック基板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0274558A true JPH0274558A (ja) | 1990-03-14 |
Family
ID=16865365
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63227724A Pending JPH0274558A (ja) | 1988-09-12 | 1988-09-12 | セラミック基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0274558A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100259406B1 (ko) * | 1997-12-30 | 2000-06-15 | 김종수 | 저온소결용 기판재료분말 및 그 제조방법 |
-
1988
- 1988-09-12 JP JP63227724A patent/JPH0274558A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100259406B1 (ko) * | 1997-12-30 | 2000-06-15 | 김종수 | 저온소결용 기판재료분말 및 그 제조방법 |
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