JPH0444613B2 - - Google Patents

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JPH0444613B2
JPH0444613B2 JP61013357A JP1335786A JPH0444613B2 JP H0444613 B2 JPH0444613 B2 JP H0444613B2 JP 61013357 A JP61013357 A JP 61013357A JP 1335786 A JP1335786 A JP 1335786A JP H0444613 B2 JPH0444613 B2 JP H0444613B2
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JP
Japan
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glass
sintered body
glass powder
powder sintered
weight
Prior art date
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JP61013357A
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English (en)
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JPS62171943A (ja
Inventor
Masayuki Ishihara
Keizo Makio
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Matsushita Electric Works Ltd
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Priority to US07/004,198 priority patent/US4764486A/en
Priority to DE19873701973 priority patent/DE3701973A1/de
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Publication of JPH0444613B2 publication Critical patent/JPH0444613B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C12/00Powdered glass; Bead compositions

Landscapes

  • Glass Compositions (AREA)
  • Inorganic Insulating Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕 この発明は、ガラスを粉砕した粉末の成形体を
焼成して得られるガラス粉末焼結体に関する。 〔背景技術〕 近年、高集積化したLSIや各種の素子を多数搭
載するための多層配線基板では、小型化や高信頼
性の要求が高まるにつれてセラミツクス材の多層
配線基板の利用が拡がつてきている。セラミツク
ス材の多層基板は、アルミナを主材にしてグリー
ンシートを形成し、このグリーンシート上に高融
点金属(Mo、W等)の導体配線を厚膜技術によ
り印刷形成する。そのあと、ことグリーンシート
を貼り合わせて積層した多層グリーンシートを約
1500〜1600℃の高温非酸化雰囲気中で焼成する。 しかし、上述のようなアルミナを主材料とする
多層配線基板では、アルミナの高い比誘電率と、
高い抵抗値を有する極細高融点金属配線によつ
て、基板配線中を伝搬する信号の伝達時間が長く
なり、高速化の要望に応え難かつた。もちろん、
高抵抗の高融点金属材料の代わりに、低抵抗金属
材料(Au、Ag、Ag−Pd、Cuなど)を使つて配
線を形成することも考えられはするけれども、上
記の各低抵抗金属材料は融点が1000℃付近であ
り、アルミナの焼結温度よりもはるかに低くなつ
ている。そのため、仮に用いたとしても、焼結以
前に配線パターンが融解して表面張力で収縮し断
線してしまうという問題があつた。 この問題を解決するため、ガラス、あるいはガ
ラス粉末焼結体(ガラス−セラミツクス体)の多
層配線基板が提案されている。 このようなガラス粉末焼結体の具体例が、特公
昭59−22399号公報、特開昭59−178752号公報、
特開昭57−6257号公報、および、特公昭59−
46900号公報に記載されている。しかし、特公昭
59−46900号公報以外の上記公報に記載されてい
るガラス粉末焼結体は、いずれも、組成にNa、
K、Li、Pbの比較的イオン伝導性の高い元素を
含んでいることから、マイグレーシヨン現象が生
ずる。そのため、基板としてもつとも重要な特性
である絶縁性の劣化が生じやすいという問題があ
る。 特公昭59−46900号公報に記載されているガラ
ス粉末焼結体は、上記のイオン伝導性の高い元素
を含んでおらず、上記マイグレーシヨンに伴う絶
縁性の劣化はないものであると考えられる。しか
しながら、特公昭59−46900号公報のガラス粉末
焼結体は、低抵抗金属配線を成形体(グリーンシ
ート)上に印刷形成しておいて、同時に焼成をお
こなうときに、配線と成形体の収縮率がうまく合
致しないため、焼成完成後の基板ガ反つたり、寸
法精度が良くないとともに、原料配合物を溶解す
るときの温度が高く(1500℃)、通常の製造方法
で製造する場合には難点がある。 〔発明の目的〕 この発明は、上記の事情に鑑み、低い温度での
焼成でも、十分に緻密で、低比誘電率特性を有す
るため、多層配線基板材料に用いても、マイグレ
ーシヨン現象による絶縁劣化が起こらないばかり
か、寸法精度よく、低抵抗金属材料の配線をおこ
なうことができ、しかも、原料ガラス溶解温度も
低いため、製造が容易なSiO2−Al2O3−MgO系
のガラス粉末焼結体を提供することを目的とす
る。 〔発明の開示〕 前記目的を達成するため、第1の発明は、ガラ
スを粉砕した粉末の成形体を焼成して得られるガ
ラス粉末焼結体において、 前記ガラスにおける重量%表示組成が、 48≦SiO2≦63 10≦Al2O3≦25 10≦MgO≦25 4≦B2O3≦10 であつて上記4成分の合計が100重量%(組成全
体)であることを特徴とするガラス粉末焼結体を
要旨とし、第2の発明は、ガラスを粉砕した粉末
の成形体を焼成して得られるガラス粉末焼結体に
おいて、 前記ガラスにおける主成分の重量%表示組成
が、 48≦SiO2≦63 10≦Al2O3≦25 10≦MgO≦25 4≦B2O3≦10 であつて、 副成分として、TiO2、ZrO2、SnO2、P2O5
ZnO、MoO3、および、As2O3からなる群より選
ばれたすくなくともひとつの核発生剤となる金属
化合物を5重量%以下含有してなり、前記主成分
と副成分の合計が100重量%(組成全体)である
ことを特徴とするガラス粉末焼結体を要旨とす
る。 以下、この発明にかかるガラス粉末焼結体(以
下、単に「焼結体」と記す)をさらに詳しく説明
する。 粉末化されるSiO2−Al2O3−MgO系のガラス
の組成範囲が上記の範囲にあると、好ましくは、
850℃付近、すくなくとも950℃以下の焼成温度で
非多孔質の焼結をおこなうことがきる。そして焼
結体の主結晶相はコーデイエライトとなるため、
誘電率が低く、機械的強度も大きくなる。また、
ガラス原料の溶解温度も1400℃で十分できるた
め、通常の粘土ルツボや溶解炉で十分まにあうの
で、製造上からも都合がよい。 第1図は低抵抗金属材料配線の温度と収縮率の
関係をあらわすグラフであつて、曲線イはAuの
収縮曲線であり、曲線ロはAg−Pd合金(Ag:80
重量%、Pd:20重量%)の収縮曲線である。第
2図は、ガラス粉末焼結体の温度と収縮率の関係
をあらわすグラフであつて、曲線ハは後述する実
施例2におけるガラス粉末成形体の収縮曲線であ
り、曲線ニは、後述する比較例3のガラス粉末成
形体の収縮曲線である。配線の方は、400℃です
でに収縮がはじまつており、実施例2の方は低い
温度から収縮が始まつているため、うまく配線と
成形体の収縮を合わせることができる。比較例3
の方は、高い温度でないと収縮が始まらないた
め、低い焼成温度でうまく収縮を合わせることは
難しいのである。 ガラス粉末の作成に使われるガラスの組成が上
記のように限定されるのは、つぎのような理由か
らである。 SiO2の組成割合が63重量%を越えると、緻密
な焼結体となり難い。48重量%を下まわると、結
晶化温度が上昇して、950℃以下の焼成温度では
充分に結晶化することができなかつたり、緻密化
が難しくなる。 Al2O3の組成割合が25重量%を越えると、焼結
できる温度が上昇し、950℃以下の焼成温度では
十分な焼結がおこなえない。10重量%を下まわる
と、コーデイエライト結晶が少なくなり、SiO2
−MgO系の結晶が多く折出るするので比誘電率
が上昇する。 MgOの組成割合が25重量%を越えると、恐ら
くは、ケイ酸マグネシウムが折出するためと思わ
れるが、変形が大きくなり実用性に乏しい。10%
を下まわると、緻密な焼結体となり難い。 B2O3の組成割合が10重量%を越えると、ガラ
ス相が多く、発泡しやすくなり、焼成可能な温度
範囲も狭くなる。また、機械的強度も弱く実用性
に乏しくなる。4%を下まわると、ガラス粉末の
表面層の結晶化が急激に進みすぎるため緻密な焼
結体となり難い。 第2の発明において用いられる核発生剤は、結
晶化を促進するものであるが、これら、TiO2
ZrO2、P2O5、ZnO、MoO3、および、As2O3が、
5重量%を越えると、結晶化が急激に進みすぎて
緻密な焼結体とならない。 続いて、この発明にかかる焼結体を、実施例に
基づいて詳述する。 第1表の実施例1〜13および比較例1,2に示
す割合の組成となるように各酸化物を調合したガ
ラス原料それぞれを、アルミナ質ルツボ内に入れ
て約1400℃の加熱温度下で溶融する。このように
して得られた溶融液を水中に投下して、透明性の
ガラスフリツトを得る。このフリツトを、乾式ま
たは湿式で、アルミナ質ボールミル中で充分粉砕
して、平均粒径1〜10μmのガラス粉末とする。 つぎに、ガラス粉末にポリブチルメタクリレー
ト樹脂、フタル酸ジブチル、トルエン等を加え混
練し、減圧下で脱泡処理しスラリーを得る。その
あと、スラリーを用いてドクタブレード法により
フイルムシート上に0.2mm厚の連続した乾燥シー
トを作成した。この乾燥シートをフイルムシート
からはがし、打ち抜きして適当な大きさのグリー
ンシートとした。つぎに、個々のグリーンシート
にスルホールおよび低抵抗金属材料による配線パ
ターンを印刷形成する。そして、スルホールと配
線パターンを形成したグリーンシート複数枚を積
層し、プレス成形により成形体とする。 このようにして準備された積層グリーンシート
を、第3図にみるように、まず、毎時150℃の速
度で500℃まで昇温し、2時間45分そのままで保
持してグリーンシート中の有機物質を除去した。
その後、毎時200℃で第1表に示した所定の焼成
温度t1まで昇温し、この焼成温度t1で3時間保持
して、グリーンシートを焼成した。こののち、毎
時110℃で400℃まで降温し、以後、放冷して焼結
体を得た。 なお、比較のために、ガラス原料をアルミナ質
ルツボ内に入れて溶融するときの温度を1500℃と
したガラス粉末を使つて、上記と同様にして得た
焼結体を比較例3として示した。 実施例および比較例の焼結体について比誘電率
および吸水率を測定し、その結果を第1表に示し
た。比誘電率の測定周波数は1MHzである。 Auペーストを用いて配線を形成した場合の焼
成後の反りを外観評価したときの結果も表示し
た。◎は、非常に良好(反りがない)、○は良好、
△はやや不良、×は全く不良(反りが極めて大き
い)、であることをそれぞれ示している。
〔発明の効果〕
以上詳述したように、この発明にかかる焼結体
では、得られた焼結体が緻密で小さい誘電率とな
つているだけでなく、それが950℃以下の焼成温
度で達成することができ、しかも、1400℃以下の
温度でガラス原料の溶融がおこなえる。したがつ
て、緻密で低比誘電率であることから、この焼結
体は、多層配線基板材料に適する素材となり、
950℃以下の焼成温度であるため、低抵抗金属材
料を印刷して焼成を同時におこない配線を形成す
ることもできる。また、ガラス原料の溶融温度が
低いため製造も容易である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、低抵抗金属材料配線の温度と収縮率
の関係をあらわすグラフ、第2図は、ガラス粉末
成形体の温度と収縮率の関係をあらわすグラフ、
第3図は、本発明にかかる焼結体の焼成プロフイ
ールをあらわすグラフである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ガラスを粉砕した粉末の成形体を焼成して得
    られるガラス粉末焼結体において、 前記ガラスにおける重量%表示組成が、 48≦SiO2≦63 10≦Al2O3≦25 10≦MgO≦25 4≦B2O3≦10 であつて上記4成分の合計が100重量%であるこ
    とを特徴とするガラス粉末焼結体。 2 ガラスを粉砕した粉末が平均粒径1〜10μm
    のものである特許請求の範囲第1項記載のガラス
    粉末焼結体。 3 ガラスを粉砕した粉末の成形体を焼成して得
    られるガラス粉末焼結体において、 前記ガラスにおける主成分の重量%表示組成が 48≦SiO2≦63 10≦Al2O3≦25 10≦MgO≦25 4≦B2O3≦10 であつて、 副成分として、TiO2、ZrO2,SnO2、P2O5
    ZnO、MoO3、および、As2O3からなる群より選
    ばれたすくなくともひとつの核発生剤となる金属
    化合物を5重量%以下含有してなり、前記主成分
    と副成分の合計が100重量%であることを特徴と
    するガラス粉末焼結体。 4 ガラスを粉砕した粉末が平均粒径1〜10μm
    のものである特許請求の範囲第3項記載のガラス
    粉末焼結体。
JP61013357A 1986-01-23 1986-01-23 ガラス粉末焼結体 Granted JPS62171943A (ja)

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US07/004,198 US4764486A (en) 1986-01-23 1987-01-16 Sintered glass-powder product
DE19873701973 DE3701973A1 (de) 1986-01-23 1987-01-23 Produkt aus gesintertem glaspulver

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