JPH0452561B2 - - Google Patents
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- JPH0452561B2 JPH0452561B2 JP58005286A JP528683A JPH0452561B2 JP H0452561 B2 JPH0452561 B2 JP H0452561B2 JP 58005286 A JP58005286 A JP 58005286A JP 528683 A JP528683 A JP 528683A JP H0452561 B2 JPH0452561 B2 JP H0452561B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- glass
- insulating layer
- composition
- thermal expansion
- layer
- Prior art date
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- Structure Of Printed Boards (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
Description
本発明は厚膜回路部品特に基板上に設けられる
多層回路において使用される絶縁層形成用の組成
物に関する。 絶縁基板上にペーストを印刷し焼成して回路を
形成する厚膜回路部品については、高密度化のた
め基板上に一層の回路を形成したものから、近年
絶縁層を介して複数層に回路を形成した、いわゆ
る多層回路部品が要望されている。 かゝる回路部品に使用される絶縁層としては、
形成作業が容易であること、それの形成により回
路中の低抗体の抵抗値変化が少ないこと、絶縁層
上に形成された導体部に対しハンダ濡れ性を悪化
させないこと、回路形成時の熱処理により下層の
回路を破断しないよう基板と同等かそれより若干
小さい熱膨脹率であること、それの形成が低温度
（望ましくは650℃以下）で行なえること等の特性
を有するものが好ましい。更に、基板としても従
来のアルミナから、熱伝導性に優れた即ち放熱性
のよいsicの使用が望まれている。このsicは熱膨
脹率が約40×10-7／℃とアルミナの70×10-7／℃
より小さいため、絶縁層もそれに応じて小さいも
のが必要となる。 しかしながら、上記全ての特性を全て有するガ
ラスフリツトは未だ知られていない。 本発明は、かゝる点に鑑みなされたもので、上
記特性を満足する絶縁層用組成物の提供を目的と
する。 即ち、本発明は、重量％表示でガラス粉末60〜
98と該ガラスの熱膨脹率より小さい熱膨脹率の低
熱膨脹性フイラー２〜40とからなり、該ガラス粉
末は重量％表示で ZnO 40〜65 B2O3 14〜27 SiO2 ４〜20 Al2O3 ２〜８ SnO2 0.05〜2.0 MgO、CaO、BaO及びSrOから選ばれた少なく
とも１種を含有しそれらの合量 0.05〜10 Li2Na2O及びK2Oから選ばれた少なくとも１種を
含有しそれらの合量 0.05〜３ であることを特徴とすを厚膜回路絶縁層用組成物
である。 本発明による組成物は、600〜650℃と極めて低
い温度で結晶を有する緻密なガラス絶縁層が形成
できるので作業性がよく、該絶縁層は安定してい
るため次の層及び絶縁層を形成する際の熱処理に
より回路中の低抗体及び導体に影響を与えない。
従つて絶縁層上に形成される導体のハンダ濡れ性
を損なうことがなく、また回路中の低抗体の抵抗
値変化も極めて少ない。更に、該絶縁層はsicの
熱膨脹率より若干小さいため、印刷焼成を繰返し
行なつても熱応力によるクラツチを生じることは
ない。 本発明の組成物における限定理由は次の通りで
ある。 ガラス粉末＞98％（従つてフイラー＜２％）で
はsicの熱膨脹率より大きくなり熱処理によりガ
ラス層へクラツクが生じる恐れがあり、ガラス粉
末＜60％（従つてフイラー＞40％）ではガラス成
分が不足し緻密なガラス層が得られずいずれも好
ましくない。ガラス粉末は上記範囲中65％〜95％
の範囲がより望ましい。 かゝかるガラス粉末の組成については次の通り
である。ZnOはガラス及び珪酸亜鉛結晶の成分で
ある。ZnO＜40％ではガラスの軟化温度及び結晶
化温度が高くなり過ぎ、650℃以下の温度で焼成
することができず、また、ZnO＞65％ではガラス
化領域を外ずれガラスの溶融中に失透を生成する
ので、いずれも好ましくない。ZnOは上記範囲中
45〜60％の範囲がより望ましい。 B2O3はガラスの軟化温度を下げる作用をする。
B2O3＜14％ではガラスの溶融中に失透が生成し、
B2O3＞27％ではガラス層中へ結晶が生成し難く
なり、いずれも好ましくない。B2O3は上記範囲
中16〜25％の範囲がより望ましい。 SiO2はガラス形成及び上記結晶の成分である。
SiO2＜４％ではガラスの溶融中に失透を生成し
易くなり、SiO＞20％ではガラスの軟化温度が高
くなり過ぎ低温度でのガラス層の形成が難かしく
なるので、いずれも好ましくない。SiO2は上記
範囲中の５〜17％の範囲がより望ましい。 Al2O3はガラスの溶解過程における失透の生成
を防止するために添加される。Al2O3＜２％では
その効果が少なく、Al2O3＞20％ではガラスの軟
化温度が高くなり過ぎると共にガラス層中への結
晶折温度が高くなり過ぎ、いずれも好ましくな
い。Al2O3は上記範囲中３〜６％の範囲がより望
ましい。 SnO2はガラス層の耐水性向上のために添加す
る。SnO2＜0.05％ではその効果が充分でなく、
SnO2＞２％ではその効果は本発明の範囲のもの
と変らず原料コストが上昇するので、いずれも好
ましくない。SnO2は上記範囲中0.1〜1.5％範囲が
より望ましい。 MgO、CaO、BaO、SrOはガラスの溶解性を
向上し及び高温における粘性を低下するため少な
くとも１種添加される。酸化物MgO、CaO、
BaO及びSrOの合量が0.05％未満ではその効果が
少なく、酸化物MgO、CaO、BaO及びSrOの合
量が10％を越えるとガラスの熱膨脹係数がSiCの
それより大きくなり過ぎ、ガラス層にクラツクが
発生する恐れがあり、いずれも好ましくない。こ
れらの酸化物は上記範囲中0.1〜８％の範囲がよ
り望ましい。 Li2O、Na2O、K2Oはガラスの溶解性向上のた
め少なくとも１種添加される。酸化物Li2O、
Na2O及びK2Oの合量が0.05％未満ではその効果
が少なく、また、３％を越えると膨脹係数がsic
のそれより大きくなり、いずれも好ましくない。
これらの酸化物は上記範囲中の0.1〜２％の範囲
がより望ましい。 一方、フイラーとしては、ガラス層上に形成さ
れる導体のハンダ濡れ性の低下及び回路中に形成
される低抗体の低抗値の変化が少ないものであれ
ばよい。 かゝる特性を有し、価格的に比較的に安い石英
ガラス、珪酸ガラス、コージエライト、β−ユー
ク・リプタイト、β−スポジウーメンが本発明の
フイラーとして特に適している。かゝるフイラー
は、単体で又は併用でガラス粉末に添加される。 本発明における組成物は、例えば次のようにし
て製造される。 常法により目標組成となるように各原料を秤量
し、それらを充分に混合する。次いでこれを加熱
溶融しロールアウト法等によりガラス板を成形す
る。次いでこのガラス板を粉枠し粉末ガラスを製
造する。次いでこのガラス粉末に粉末状のフイラ
ーを添加することにより本発明の組成物が製造さ
れる。 かゝる組成物を使用しガラスの絶縁層を形成す
る際は、該組成物に適当なビヒクルを添加しペー
スト状にして使用される。 実施例 表１に示した組成になるよう各原料を秤量し混
合した後、1300〜1450℃で１〜２時間撹拌しつつ
加熱し溶解した。次いで得られたガラスを水枠
し、平均粒径2μｍ、最大粒径45μｍのガラス粉末
を得た。 このガラス粉末に平均粒径2μｍのフイラーを
添加し（同表にフイラーの種類及びその添加量と
して組成物中のフイラーの重量％を記載した）混
合した。次いでα−テルピネオール95％及びエチ
ルセルロース５％からなるビヒクルを上記混合物
100ｇに35ｇ添加し混練してペーストを作成した。
次いで予めアルミナ基板を上に印刷焼成により形
成された第１のAg−Pd導体及び該導体間に形成
されたRuO2低抗体を覆うように上記ペースト印
刷をした。次いでこれを600〜650℃の温度で10分
間焼成し、導体及び低抗体上に厚さ約40μｍの絶
縁層としてのガラス層を形成した。次いで常法に
よりガラス層上に第２のAg−Pd導体を形成し
た。 かくして形成したものについて、ガラス層の絶
縁抵抗値、誘電正説及び誘電率並びに第２のAg
−Pd導体即ち上部導体のハンダ濡れ性、低抗体
の抵抗値変化率を測定した結果を表１に併記し
た。また、同表のガラス転移点、軟化点及び結晶
ピーク点はそれぞれのガラスについて示差熱分析
計により測定した結果であり、膨脹係数は別途上
記ペーストを600〜650℃で10分間焼成したガラス
について測定した50〜350℃で間における平均線
膨脹係数である。なお、比較例として従来のもの
を資料No.７に併記した。同表において、上部導体
ハンダ濡れ性については、Ag2％含有するPb−
Sn共晶ハンダを220℃±10℃溶融しておき、この
中に５秒間浸漬した後引上げ、上部導体のうちハ
ンダに濡れている部分の面積を％で示した。一
方、低抗体の抵抗値の変化については、ガラス層
を形成する前の抵抗値R0としガラス層を形成し
た後の抵抗値R1とし抵抗値変化率としてR1−
R0／R0×100の値を示した。ガラス層の絶縁抵抗
については、第２の導体（上部導体）と第１の導
体の間にDC100Vを印加したときの室温における
抵抗値である。誘電正設及び誘電率については
1KHzにおける値である。 第１表から明らかなように本発明によるガラス
は600〜650℃と極めて低温でガラスの絶縁層が形
成でき該ガラス層は絶縁性に優れ、膨脹係数が40
×10-7／℃程度と通常のSiC基板のそれより若干
小さい。また、上部導体のハンダ濡れ性に優れ、
低抗体の抵抗値変化率も小さいなどの優れた特性
を有する。
多層回路において使用される絶縁層形成用の組成
物に関する。 絶縁基板上にペーストを印刷し焼成して回路を
形成する厚膜回路部品については、高密度化のた
め基板上に一層の回路を形成したものから、近年
絶縁層を介して複数層に回路を形成した、いわゆ
る多層回路部品が要望されている。 かゝる回路部品に使用される絶縁層としては、
形成作業が容易であること、それの形成により回
路中の低抗体の抵抗値変化が少ないこと、絶縁層
上に形成された導体部に対しハンダ濡れ性を悪化
させないこと、回路形成時の熱処理により下層の
回路を破断しないよう基板と同等かそれより若干
小さい熱膨脹率であること、それの形成が低温度
（望ましくは650℃以下）で行なえること等の特性
を有するものが好ましい。更に、基板としても従
来のアルミナから、熱伝導性に優れた即ち放熱性
のよいsicの使用が望まれている。このsicは熱膨
脹率が約40×10-7／℃とアルミナの70×10-7／℃
より小さいため、絶縁層もそれに応じて小さいも
のが必要となる。 しかしながら、上記全ての特性を全て有するガ
ラスフリツトは未だ知られていない。 本発明は、かゝる点に鑑みなされたもので、上
記特性を満足する絶縁層用組成物の提供を目的と
する。 即ち、本発明は、重量％表示でガラス粉末60〜
98と該ガラスの熱膨脹率より小さい熱膨脹率の低
熱膨脹性フイラー２〜40とからなり、該ガラス粉
末は重量％表示で ZnO 40〜65 B2O3 14〜27 SiO2 ４〜20 Al2O3 ２〜８ SnO2 0.05〜2.0 MgO、CaO、BaO及びSrOから選ばれた少なく
とも１種を含有しそれらの合量 0.05〜10 Li2Na2O及びK2Oから選ばれた少なくとも１種を
含有しそれらの合量 0.05〜３ であることを特徴とすを厚膜回路絶縁層用組成物
である。 本発明による組成物は、600〜650℃と極めて低
い温度で結晶を有する緻密なガラス絶縁層が形成
できるので作業性がよく、該絶縁層は安定してい
るため次の層及び絶縁層を形成する際の熱処理に
より回路中の低抗体及び導体に影響を与えない。
従つて絶縁層上に形成される導体のハンダ濡れ性
を損なうことがなく、また回路中の低抗体の抵抗
値変化も極めて少ない。更に、該絶縁層はsicの
熱膨脹率より若干小さいため、印刷焼成を繰返し
行なつても熱応力によるクラツチを生じることは
ない。 本発明の組成物における限定理由は次の通りで
ある。 ガラス粉末＞98％（従つてフイラー＜２％）で
はsicの熱膨脹率より大きくなり熱処理によりガ
ラス層へクラツクが生じる恐れがあり、ガラス粉
末＜60％（従つてフイラー＞40％）ではガラス成
分が不足し緻密なガラス層が得られずいずれも好
ましくない。ガラス粉末は上記範囲中65％〜95％
の範囲がより望ましい。 かゝかるガラス粉末の組成については次の通り
である。ZnOはガラス及び珪酸亜鉛結晶の成分で
ある。ZnO＜40％ではガラスの軟化温度及び結晶
化温度が高くなり過ぎ、650℃以下の温度で焼成
することができず、また、ZnO＞65％ではガラス
化領域を外ずれガラスの溶融中に失透を生成する
ので、いずれも好ましくない。ZnOは上記範囲中
45〜60％の範囲がより望ましい。 B2O3はガラスの軟化温度を下げる作用をする。
B2O3＜14％ではガラスの溶融中に失透が生成し、
B2O3＞27％ではガラス層中へ結晶が生成し難く
なり、いずれも好ましくない。B2O3は上記範囲
中16〜25％の範囲がより望ましい。 SiO2はガラス形成及び上記結晶の成分である。
SiO2＜４％ではガラスの溶融中に失透を生成し
易くなり、SiO＞20％ではガラスの軟化温度が高
くなり過ぎ低温度でのガラス層の形成が難かしく
なるので、いずれも好ましくない。SiO2は上記
範囲中の５〜17％の範囲がより望ましい。 Al2O3はガラスの溶解過程における失透の生成
を防止するために添加される。Al2O3＜２％では
その効果が少なく、Al2O3＞20％ではガラスの軟
化温度が高くなり過ぎると共にガラス層中への結
晶折温度が高くなり過ぎ、いずれも好ましくな
い。Al2O3は上記範囲中３〜６％の範囲がより望
ましい。 SnO2はガラス層の耐水性向上のために添加す
る。SnO2＜0.05％ではその効果が充分でなく、
SnO2＞２％ではその効果は本発明の範囲のもの
と変らず原料コストが上昇するので、いずれも好
ましくない。SnO2は上記範囲中0.1〜1.5％範囲が
より望ましい。 MgO、CaO、BaO、SrOはガラスの溶解性を
向上し及び高温における粘性を低下するため少な
くとも１種添加される。酸化物MgO、CaO、
BaO及びSrOの合量が0.05％未満ではその効果が
少なく、酸化物MgO、CaO、BaO及びSrOの合
量が10％を越えるとガラスの熱膨脹係数がSiCの
それより大きくなり過ぎ、ガラス層にクラツクが
発生する恐れがあり、いずれも好ましくない。こ
れらの酸化物は上記範囲中0.1〜８％の範囲がよ
り望ましい。 Li2O、Na2O、K2Oはガラスの溶解性向上のた
め少なくとも１種添加される。酸化物Li2O、
Na2O及びK2Oの合量が0.05％未満ではその効果
が少なく、また、３％を越えると膨脹係数がsic
のそれより大きくなり、いずれも好ましくない。
これらの酸化物は上記範囲中の0.1〜２％の範囲
がより望ましい。 一方、フイラーとしては、ガラス層上に形成さ
れる導体のハンダ濡れ性の低下及び回路中に形成
される低抗体の低抗値の変化が少ないものであれ
ばよい。 かゝる特性を有し、価格的に比較的に安い石英
ガラス、珪酸ガラス、コージエライト、β−ユー
ク・リプタイト、β−スポジウーメンが本発明の
フイラーとして特に適している。かゝるフイラー
は、単体で又は併用でガラス粉末に添加される。 本発明における組成物は、例えば次のようにし
て製造される。 常法により目標組成となるように各原料を秤量
し、それらを充分に混合する。次いでこれを加熱
溶融しロールアウト法等によりガラス板を成形す
る。次いでこのガラス板を粉枠し粉末ガラスを製
造する。次いでこのガラス粉末に粉末状のフイラ
ーを添加することにより本発明の組成物が製造さ
れる。 かゝる組成物を使用しガラスの絶縁層を形成す
る際は、該組成物に適当なビヒクルを添加しペー
スト状にして使用される。 実施例 表１に示した組成になるよう各原料を秤量し混
合した後、1300〜1450℃で１〜２時間撹拌しつつ
加熱し溶解した。次いで得られたガラスを水枠
し、平均粒径2μｍ、最大粒径45μｍのガラス粉末
を得た。 このガラス粉末に平均粒径2μｍのフイラーを
添加し（同表にフイラーの種類及びその添加量と
して組成物中のフイラーの重量％を記載した）混
合した。次いでα−テルピネオール95％及びエチ
ルセルロース５％からなるビヒクルを上記混合物
100ｇに35ｇ添加し混練してペーストを作成した。
次いで予めアルミナ基板を上に印刷焼成により形
成された第１のAg−Pd導体及び該導体間に形成
されたRuO2低抗体を覆うように上記ペースト印
刷をした。次いでこれを600〜650℃の温度で10分
間焼成し、導体及び低抗体上に厚さ約40μｍの絶
縁層としてのガラス層を形成した。次いで常法に
よりガラス層上に第２のAg−Pd導体を形成し
た。 かくして形成したものについて、ガラス層の絶
縁抵抗値、誘電正説及び誘電率並びに第２のAg
−Pd導体即ち上部導体のハンダ濡れ性、低抗体
の抵抗値変化率を測定した結果を表１に併記し
た。また、同表のガラス転移点、軟化点及び結晶
ピーク点はそれぞれのガラスについて示差熱分析
計により測定した結果であり、膨脹係数は別途上
記ペーストを600〜650℃で10分間焼成したガラス
について測定した50〜350℃で間における平均線
膨脹係数である。なお、比較例として従来のもの
を資料No.７に併記した。同表において、上部導体
ハンダ濡れ性については、Ag2％含有するPb−
Sn共晶ハンダを220℃±10℃溶融しておき、この
中に５秒間浸漬した後引上げ、上部導体のうちハ
ンダに濡れている部分の面積を％で示した。一
方、低抗体の抵抗値の変化については、ガラス層
を形成する前の抵抗値R0としガラス層を形成し
た後の抵抗値R1とし抵抗値変化率としてR1−
R0／R0×100の値を示した。ガラス層の絶縁抵抗
については、第２の導体（上部導体）と第１の導
体の間にDC100Vを印加したときの室温における
抵抗値である。誘電正設及び誘電率については
1KHzにおける値である。 第１表から明らかなように本発明によるガラス
は600〜650℃と極めて低温でガラスの絶縁層が形
成でき該ガラス層は絶縁性に優れ、膨脹係数が40
×10-7／℃程度と通常のSiC基板のそれより若干
小さい。また、上部導体のハンダ濡れ性に優れ、
低抗体の抵抗値変化率も小さいなどの優れた特性
を有する。
【表】
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 重量％表示で、ガラス粉末60〜68と、該ガラ
スの熱膨脹率より小さい熱膨脹率の低熱膨脹性フ
イラー２〜40とからなり、該ガラス粉末は重量％
表示で ZnO 40〜65 B2O3 14〜27 SiO2 ４〜20 Al2O3 ２〜８ SnO2 0.05〜2.0 MgO、CaO、BaO及びSrOから選ばれた少なく
とも１種を含有しそれらの合量 0.05〜10 Li2O.Na2O及びK2Oから選ばれた少なくとも１種
を含有しそれらの合量 0.05〜３ であることを特徴とする厚膜回路絶縁層用組成
物。 ２ 前記低熱膨脹性フイラーは、石英ガラス、高
ケイ酸ガラス、コージエライト、β−ユークリプ
タイト又はβ−スポジユーメンである特許請求の
範囲第１項記載の厚膜回路絶縁層用組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58005286A JPS59130005A (ja) | 1983-01-18 | 1983-01-18 | 厚膜回路絶縁層用組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58005286A JPS59130005A (ja) | 1983-01-18 | 1983-01-18 | 厚膜回路絶縁層用組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59130005A JPS59130005A (ja) | 1984-07-26 |
| JPH0452561B2 true JPH0452561B2 (ja) | 1992-08-24 |
Family
ID=11606992
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58005286A Granted JPS59130005A (ja) | 1983-01-18 | 1983-01-18 | 厚膜回路絶縁層用組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59130005A (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61274399A (ja) * | 1985-05-29 | 1986-12-04 | 株式会社ノリタケカンパニーリミテド | 多層セラミック基板用組成物および多層セラミック基板の製造方法 |
| JPH0634452B2 (ja) * | 1985-08-05 | 1994-05-02 | 株式会社日立製作所 | セラミツクス回路基板 |
| JPS6247198A (ja) * | 1985-08-27 | 1987-02-28 | 松下電工株式会社 | 多層配線基板 |
| JPH02102147A (ja) * | 1988-10-06 | 1990-04-13 | Asahi Glass Co Ltd | 装飾用ガラス組成物 |
| JP4863580B2 (ja) * | 2001-07-25 | 2012-01-25 | 京セラ株式会社 | ガラス組成物および絶縁皮膜、並びにシリコンデバイス |
| JP2008297162A (ja) * | 2007-05-31 | 2008-12-11 | Ｈｏｙａ Ｃａｎｄｅｏ Ｏｐｔｒｏｎｉｃｓ株式会社 | 石英ガラス体接合用ガラス組成物、石英ガラス体接合用ガラスペーストおよび石英ガラス体の接合方法 |
| US20130323009A1 (en) * | 2012-05-31 | 2013-12-05 | Mark Kevin Bowen | Methods and apparatus for cooling rotary components within a steam turbine |
| DE102020106946A1 (de) * | 2020-03-13 | 2021-09-16 | Schott Ag | Glas zur Passivierung von Halbleiterbauelementen |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55113641A (en) * | 1979-02-22 | 1980-09-02 | Asahi Glass Co Ltd | Insulating glass composition |
-
1983
- 1983-01-18 JP JP58005286A patent/JPS59130005A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59130005A (ja) | 1984-07-26 |
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