JPH0585497B2

JPH0585497B2 -

Info

Publication number: JPH0585497B2
Application number: JP60187716A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Hoshi; Shoichi Tosaka; Takashi Yoshimi
Original assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Current assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date: 1985-08-26
Filing date: 1985-08-26
Publication date: 1993-12-07
Also published as: US4783431A; JPS6246953A

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕この発明は、多層配線基板等の材料として使用
される絶縁性磁器組成物に関する。〔従来の技術〕従来、多層回路基板の材料には、主として絶縁
性に優れたアルミナ系磁器組成物が使用されてい
た。この磁器組成物は約96％のAl₂O₃粉末と、
SiO₂，MgO，CaO等の粉末からなる磁器原料を
還元雰囲気において、1500〜1600℃の温度で焼成
することにより得られる。また、基板内部の導体
の印刷にはMoやＷを主体とした導電ペーストが
使用されている。〔発明が解決しようとする問題点〕上記従来のアルミナ磁器組成物は、熱膨張係数
が7.5×10^-6／℃（線膨張係数）以上と大きいた
め、熱衝撃に弱く、これから作られた多層回路基
板に数十度以上の温度差の熱衝撃を与えると、ク
ラツクが発生するという欠点があつた。このた
め、多層配線基板に電子部品を半田付けする際に
は、同基板を予め半田の溶融温度に近い温度ま
で、ゆつくり時間をかけて加熱していく、いわゆ
る予熱工程を必要とした。この発明は、従来のアルミナ系絶縁性磁器組成
物における上記の問題を解決すべくなされたもの
で、従来の磁器組成物に比べて熱膨張係数が小さ
く、電気部品の半田付け等に伴う熱衝撃によつ
て、多層配線基板にクラツク等の損傷が生じにく
い絶縁性磁器組成物を提供することを目的とす
る。〔問題を解決するための手段〕この発明の絶縁性磁器組成物は、Al₂O₃が25〜
60重量％と、SiO₂が10〜40重量％と、B₂O₃が３
〜30重量％と、MgOが１〜15重量％と、Cr₂O₃が
0.2〜10重量％と、Li₂Ｏが0.1〜３重量％と、
CaO，SrO，BaOのグループから選ばれた１種以
上が１〜20重量％とからなるものである。〔実施例〕以下、この発明の実施例ついて説明する。まず下表に掲げる各試料の製作方法と条件につ
いて、試料１を例にとつて説明すると、Al₂O₃粉
末を180ｇ、SiO₂粉末を30ｇ、B₂O₃粉末を35.7
ｇ、MgO粉末を15ｇ、Cr₂O₃粉末を9.0ｇ、Li₂
CO₃粉末を0.75ｇ及びCaCO₃粉末を53.55ｇずつ秤
量した。なお、上記Li，Caの炭酸塩粉末は、何
れも空気中で安定なものを使用した。上記粉末を磁器製ボールミルに入れ、約15時間
ボールミリングすることにより、これらを湿式混
合した。続いて、これを空気中において800℃の
温度で仮焼成し、再び磁器製ボールミルに入れ、
約15時間ボールミリングし、粉砕した。次に、上記混合粉末200ｇに、ポリビニルブチ
ラール樹脂14ｇ、ジブチルフタレート14ｇ、アセ
トン60ｇ、オレイン酸を１ｇを加えて攪拌し、ス
ラリーを作つた。次で、このスラリーをドクター
ブレード法によつて延伸し、厚さ0.25mmの長尺な
未焼結磁器シートを作り、これを10cm角に切断し
た。そして切断された未焼結磁器シートから次の３
種類のテストピースを作つた。第一のテストピー
スは、上記シートを直径16mmの円板形に打ち抜い
たものである。第二のテストピースは、上記シー
トを17枚重ねて圧着したものを、長さ36mm、幅４
mmの寸法に切断したもので、その厚さは約４mmで
ある。第三のテストピースは、上記シートにNi
を主成分とする導電ペーストを用いて配線パター
ンを印刷し、これを６枚重ねて圧着し、長さ30
mm、幅15mmに切断したもので、厚さは約1.5mmで
ある。これらテストピースを、空気中で毎時100℃の
割合で昇温し、600℃のところで炉内の雰囲気を
N₂が97容量％、H₂が３容量％の混合ガスで置換
した。続いてこのまゝ温度を950℃まで上げ、こ
れを３時間維持した後、この雰囲気のまゝ常温ま
で冷却して焼成した。続いて、焼成後のテストピースについて、それ
ぞれ次の方法で試験を行つた。第一の円板形のテストピースについては、その
両主面にIn−Ga合金を塗布して、直径10mmの電
極を設け、比誘電率ε、クオリテイフアクタＱ及
び抵抗率ρ（Ωcm）を測定した。比誘電率εは、
25℃の温度下において1MHzの周波数で測定した
静電容量により算出し、Ｑは、上記静電容量と同
様の条件で測定した。また抵抗率ρは、500Vの
直流電圧を印加し、印加開始から60秒後の絶縁抵
抗値から算出した。 17枚の磁器シートを積層して作られた第二のテ
ストピースについては、温度20〜500℃における
線膨張係数α（／℃）を測定した。 Niの配線パターンが印刷された第三のテスト
ピースについては、予熱せずに常温から250℃の
溶融半田に３秒間浸漬した後、引き上げ、常温ま
で自然冷却させて、クラツク等の発生の有無を調
べた。また、このテストピースを使用し、内部の
配線パターンが肉眼で透けて見えるか否かで遮光
性を調べた。そして、透けて見えないものを遮光
性良好とし、透けて見えるものを遮光性不良とし
た。以下、試料２〜56についても、下表の各欄に示
すような組成を有する磁器組成物から、３種類の
テストピースを作り、それぞれ試料１と同様の方
法と条件で試験を行つた。但し、焼成温度は各試
料毎に異なり、それぞれ各欄に示す温度で行つ
た。また、試料２〜56については、試料1aと同
様に非酸化雰囲気中で焼成したが、試料1b，5b，
10b，15b，20b，25b，30b，35b，40b，45b，
50b，55bについては、同じ温度プロフアイルに
より、空気中で焼成した。なお、後者の場合、配
線パターンの印刷にNiを主成分とする導電ペー
ストにかえて、Pdを主成分とする導電ペースト
を使用した。下表から明らかな通り、これら試料は、焼成温
度FTが850〜1000℃、線膨張係数αが3.0〜6.0×
10^-6／℃であつた。また、何れも溶融半田への浸
漬試験においてクラツク等の発生は認められず、
遮光性も良好であつた。なお、下表に具体的な数
値の掲載を省略したが、これら試料の非誘電率ε
は５〜８、Ｑは1000〜2000、抵抗率ρは１×10¹⁴
〜３×10¹⁵Ωcmであつた。また、上記実施例との比較のため、次の表の試
料No.57〜70のように、本発明の組成要件を満たさ
ない磁器組成物から、３種類のテストピースを作
つた。そして、それらのそれぞれについて、試料
No.１〜56と同様の方法と条件で試験を行い、その
結果を焼成温度FTと共に表の試料No.57〜70の欄
に示した。

【表】

〔発明の効果〕

以上説明した通り、この発明の絶縁磁器組成物
では、3.0〜6.0×10^-6／℃と小さい線膨張係数α
が得られる。従つてこの磁器組成物から作られた
多層回路基板は、電子部品の半田付け工程で通常
受ける230℃程度の温度差による熱衝撃によつて、
クラツクが発生しない。これにより、多層配線基
板に電子部品を半田付けする際に、従来必要とさ
れていた予熱工程を省くことができる。

Claims

【特許請求の範囲】

１ Al₂O₃が25〜60重量％と、SiO₂が10〜40重量
％と、B₂O₃が３〜30重量％と、MgOが１〜15重
量％と、Cr₂O₃が0.2〜10重量％と、Li₂Ｏが0.1〜
３重量％と、CaO，SrO，BaOのグループから選
ばれた１種以上が１〜20重量％とからなる絶縁性
磁器組成物。