JPH0686327B2 - セラミツク基板用組成物 - Google Patents
セラミツク基板用組成物Info
- Publication number
- JPH0686327B2 JPH0686327B2 JP60079294A JP7929485A JPH0686327B2 JP H0686327 B2 JPH0686327 B2 JP H0686327B2 JP 60079294 A JP60079294 A JP 60079294A JP 7929485 A JP7929485 A JP 7929485A JP H0686327 B2 JPH0686327 B2 JP H0686327B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- composition
- powder
- glass
- weight
- ceramic substrate
- 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.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/03—Use of materials for the substrate
- H05K1/0306—Inorganic insulating substrates, e.g. ceramic, glass
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、抵抗、導体等の電子回路を多層に形成する多
層配線基板に好適なセラミック組成物に関する。
層配線基板に好適なセラミック組成物に関する。
［従来の技術］ 回路を多層に形成する電子部品としては、アルミナ基板
等の如く予め焼結によって形成された基板上に回路、絶
縁層を交互に印刷しこれを焼成することによって製造す
る第１のタイプのものと、未焼結のセラミック基板に回
路を印刷し、互に回路が接触しないようにこれを積層
し、プレスした後焼結して製造する第２のタイプのもの
がある第１のタイプのものは、回路の影響によってその
上に形成する絶縁層に凹凸を生じ、それは上層程大きく
なる。この凹凸が大きくなるとこれに次の回路を印刷す
ることは難かしくなり、これが積層数の１つの律則とな
っている。通常第１のタイプのものは５〜６層が限度と
されている。
等の如く予め焼結によって形成された基板上に回路、絶
縁層を交互に印刷しこれを焼成することによって製造す
る第１のタイプのものと、未焼結のセラミック基板に回
路を印刷し、互に回路が接触しないようにこれを積層
し、プレスした後焼結して製造する第２のタイプのもの
がある第１のタイプのものは、回路の影響によってその
上に形成する絶縁層に凹凸を生じ、それは上層程大きく
なる。この凹凸が大きくなるとこれに次の回路を印刷す
ることは難かしくなり、これが積層数の１つの律則とな
っている。通常第１のタイプのものは５〜６層が限度と
されている。
これに対し、第２のタイプのものは、回路の印刷は常に
平面に近い状態の基板に対して行なうため第１のタイプ
のような律則はなく積層数の大きなものを製造すること
ができ、それだけ高密度の集積が行なえる。
平面に近い状態の基板に対して行なうため第１のタイプ
のような律則はなく積層数の大きなものを製造すること
ができ、それだけ高密度の集積が行なえる。
この第２のタイプの基板に使用するセラミック組成物と
しては、アルミナ粉末と16wt％以下のガラス粉末を有機
バインダーで固定したものがある。
しては、アルミナ粉末と16wt％以下のガラス粉末を有機
バインダーで固定したものがある。
［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、これら従来のものは、焼結温度が1500℃
〜1600℃と極めて高いので、回路を構成する材料もかゝ
る焼結温度で劣化しないW,Mo等の高価なものを使用しか
つ還元雰囲気で焼成する必要があるので作業性が劣っ
た。
〜1600℃と極めて高いので、回路を構成する材料もかゝ
る焼結温度で劣化しないW,Mo等の高価なものを使用しか
つ還元雰囲気で焼成する必要があるので作業性が劣っ
た。
本発明は、かゝる第２のタイプの基板用セラミックの具
有する難点を解決するために研究した結果なされたもの
で、多層配線基板に好適な特に1000℃以下と極めて低い
温度で焼成できるセラミック組成物の提供を目的とす
る。
有する難点を解決するために研究した結果なされたもの
で、多層配線基板に好適な特に1000℃以下と極めて低い
温度で焼成できるセラミック組成物の提供を目的とす
る。
［問題点を解決するための手段］ 即ち、本発明は重量％表示でガラス粉末25〜65、アルミ
ナ粉末０〜60及びフォルステライト粉末５〜60からな
り、該ガラス粉末は重量％表示で本質的にSiO225〜70、
Al2O34〜15、B2O325〜45及びBaO0.5〜30からなるセラミ
ック基板用組成物である。
ナ粉末０〜60及びフォルステライト粉末５〜60からな
り、該ガラス粉末は重量％表示で本質的にSiO225〜70、
Al2O34〜15、B2O325〜45及びBaO0.5〜30からなるセラミ
ック基板用組成物である。
本発明による組成物は、前述の如く1000℃以下と極めて
低い温度で焼結できるため、作業性が優れている上、回
路材料としても厚膜技術で広く使用されているAu,Ag−P
d,Ni,Cu等のペーストが適用できるため、それらの入手
が容易になる。また焼結体は多層配線基板として要求さ
れる次の物性を満足する。即ち、曲げ強度が大きいこ
と、熱伝導率が良いこと、誘電率が小さいこと、絶縁抵
抗が大きいこと、回路材料を劣化させないこと、耐湿性
に優れること等である。
低い温度で焼結できるため、作業性が優れている上、回
路材料としても厚膜技術で広く使用されているAu,Ag−P
d,Ni,Cu等のペーストが適用できるため、それらの入手
が容易になる。また焼結体は多層配線基板として要求さ
れる次の物性を満足する。即ち、曲げ強度が大きいこ
と、熱伝導率が良いこと、誘電率が小さいこと、絶縁抵
抗が大きいこと、回路材料を劣化させないこと、耐湿性
に優れること等である。
本発明の組成物における限定理由は以下の通りである。
ガラス粉末が25重量％より少ないと焼結温度が高くな
り、本発明の目的である低温度での焼結を行なうことが
難かしい。一方ガラス粉末が65重量％を越えると焼結体
の曲げ強度及び耐湿性が低下し好ましくない。ガラス粉
末は上記範囲中30〜50重量％の範囲がより望ましい。
り、本発明の目的である低温度での焼結を行なうことが
難かしい。一方ガラス粉末が65重量％を越えると焼結体
の曲げ強度及び耐湿性が低下し好ましくない。ガラス粉
末は上記範囲中30〜50重量％の範囲がより望ましい。
アルミナ粉末は必須成分ではないが添加することによ
り、焼結体の熱伝導率が大きくなり多層配線基板とした
ときの放熱性がよくなると共に、誘電正接が小さくなる
ので高周波用には特に望ましい。
り、焼結体の熱伝導率が大きくなり多層配線基板とした
ときの放熱性がよくなると共に、誘電正接が小さくなる
ので高周波用には特に望ましい。
しかしながら60％を越える添加は、焼結温度が高くなり
好ましくない。望ましくは上記範囲中10−50重量％であ
る。
好ましくない。望ましくは上記範囲中10−50重量％であ
る。
フォルステライト粉末としては、Mg2SiO4を主成分とし
これと微量のFe2SiO4との固溶体が通常使用される勿論
のこと純粋なMg2SiO4を使用できる。フォルステライト
粉末は、５重量％より少ないと焼結体がモロくなると共
に耐湿性が低下するので好ましくなく、60重量％を越え
ると焼結温度が高くなり、好ましくない。フォルステラ
イトは上記範囲中５〜50％の範囲がより望ましい。
これと微量のFe2SiO4との固溶体が通常使用される勿論
のこと純粋なMg2SiO4を使用できる。フォルステライト
粉末は、５重量％より少ないと焼結体がモロくなると共
に耐湿性が低下するので好ましくなく、60重量％を越え
ると焼結温度が高くなり、好ましくない。フォルステラ
イトは上記範囲中５〜50％の範囲がより望ましい。
本発明における上記ガラスフリットとしては、誘電率が
低く、曲げ強度耐湿性に優れた焼結体を形成する点で次
の組成を有するものが好ましい。
低く、曲げ強度耐湿性に優れた焼結体を形成する点で次
の組成を有するものが好ましい。
即ち重量％表示で SiO2 25〜65 Al2O3 ４〜15 B2O3 25〜45 BaO 0.5〜30 の組成を有するものである。この組成の限定理由は次の
とおりである。
とおりである。
SiO2が25％より少ないと焼結体の誘電率が大きくなり過
ぎ、65％を越えると焼結温度が高くなり過ぎいずれも好
ましくない。より望ましくは35〜50％の範囲である。
ぎ、65％を越えると焼結温度が高くなり過ぎいずれも好
ましくない。より望ましくは35〜50％の範囲である。
Al2O3は４％より少ないと焼結体の耐湿性が劣り、15％
を越えるとガラスフリット製造時に失透を生ずる恐れが
ありいずれも好ましくない。より望ましくは５〜13％の
範囲である。
を越えるとガラスフリット製造時に失透を生ずる恐れが
ありいずれも好ましくない。より望ましくは５〜13％の
範囲である。
B2O3はフラックスであり、25％より少ないと焼結温度が
高くなり過ぎ、45％を越えるとガラスが化学的安定性が
低下し好ましくない。より望ましくは30〜40％の範囲で
ある。
高くなり過ぎ、45％を越えるとガラスが化学的安定性が
低下し好ましくない。より望ましくは30〜40％の範囲で
ある。
BaOは、ガラスフリット製造時の溶融性を向上する作用
がある。0.5％より少ないとその効果が少なく、30％を
越えると焼結体の誘電率が大きくなり過ぎる。望ましく
は５〜25％の範囲である。
がある。0.5％より少ないとその効果が少なく、30％を
越えると焼結体の誘電率が大きくなり過ぎる。望ましく
は５〜25％の範囲である。
本発明によるガラス粉末は以上の成分の他に次の成分を
添加するとガラス粉末の製造における溶融性を向上する
ことができるので好ましい。しかしながら、かゝる成分
が多過ぎると誘電率が多くなり過ぎ高周波領域の伝播損
失が大きくなるので、各成分の添加量は次のようにする
のが望ましい。即ち、Na2O＋K2O＋Li2O＜１重量％,ZnO
＋CaO＋MgO＋SrO＜５重量％である。
添加するとガラス粉末の製造における溶融性を向上する
ことができるので好ましい。しかしながら、かゝる成分
が多過ぎると誘電率が多くなり過ぎ高周波領域の伝播損
失が大きくなるので、各成分の添加量は次のようにする
のが望ましい。即ち、Na2O＋K2O＋Li2O＜１重量％,ZnO
＋CaO＋MgO＋SrO＜５重量％である。
本発明においてガラス等の各粉末の粒径は特に限定され
ず、0.5〜５μ程度のものが使用される。
ず、0.5〜５μ程度のものが使用される。
本発明の組成物は、各粉末が上記割合にて混合されてい
るものであるが、それを使用した多層配線基板は例えば
次のようにして製造される。
るものであるが、それを使用した多層配線基板は例えば
次のようにして製造される。
本発明の組成物に有機バインダー、可塑剤溶剤を添加し
混練してペーストを生成する。この有機バインダーとし
ては、ポリビニールブチラール、可塑剤としてはフタル
酸ジオクチル、ポリエチレングリコール、溶剤としては
トルエン、アルコール等いずれも常用されているものが
使用できる。
混練してペーストを生成する。この有機バインダーとし
ては、ポリビニールブチラール、可塑剤としてはフタル
酸ジオクチル、ポリエチレングリコール、溶剤としては
トルエン、アルコール等いずれも常用されているものが
使用できる。
次いでこのペーストをシートに成形し、更に60〜80℃程
度の温度で乾燥することにより未焼結のシート、いわゆ
るグリーンシートが形成される。次いで、このグリーン
シートの片面に厚膜法により所定の回路を印刷した後、
積層する。次いでこれをプレスして一体とした後、焼成
し、グリーンシーチ及び回路を焼結する。かくして製造
されたものは、回路が絶縁基板を介して多層に積層され
たものとなる。
度の温度で乾燥することにより未焼結のシート、いわゆ
るグリーンシートが形成される。次いで、このグリーン
シートの片面に厚膜法により所定の回路を印刷した後、
積層する。次いでこれをプレスして一体とした後、焼成
し、グリーンシーチ及び回路を焼結する。かくして製造
されたものは、回路が絶縁基板を介して多層に積層され
たものとなる。
［実施例］ 表１の上段に示されるNo.1〜20のガラス粉末を常法によ
り製造した。次いで同表の下段に示される種類と量のフ
ィラーと上記ガラス粉末を混合し組成物を得た。なお、
各試料中ガラス粉末の量はフィラーの残部である。ま
た、No.17〜20は比較例である。
り製造した。次いで同表の下段に示される種類と量のフ
ィラーと上記ガラス粉末を混合し組成物を得た。なお、
各試料中ガラス粉末の量はフィラーの残部である。ま
た、No.17〜20は比較例である。
次いでこれに有機バインダーとしてポリビニールブチラ
ール、可塑剤としてフタル酸ジオクチル及びポリエチレ
ングリコール並びに溶剤としてトルエン及びアルコール
を添加し混練して粘度10000〜30000cpsのペーストを作
成した。次いでこのペーストを約0.5mm厚のシートにし
た後60〜80℃で約２時間乾燥した。次いでこのシートを
300℃/hrの速度で昇温し最終的には表２に記載の焼成温
度で１時間焼成し焼結シートを製造した。この焼結シー
トについて誘電率、誘電正接、熱膨張率、耐湿性を測定
しその結果を表２に示した。尚同表の耐湿性の○印は10
0℃の湯に２時間浸漬した際の重量減少が１％未満のも
ので、×印はその重量減少が１％以上あったものを示
す。
ール、可塑剤としてフタル酸ジオクチル及びポリエチレ
ングリコール並びに溶剤としてトルエン及びアルコール
を添加し混練して粘度10000〜30000cpsのペーストを作
成した。次いでこのペーストを約0.5mm厚のシートにし
た後60〜80℃で約２時間乾燥した。次いでこのシートを
300℃/hrの速度で昇温し最終的には表２に記載の焼成温
度で１時間焼成し焼結シートを製造した。この焼結シー
トについて誘電率、誘電正接、熱膨張率、耐湿性を測定
しその結果を表２に示した。尚同表の耐湿性の○印は10
0℃の湯に２時間浸漬した際の重量減少が１％未満のも
ので、×印はその重量減少が１％以上あったものを示
す。
なお、No.18,19についてはグリーンシートを焼成する粉
末状になり焼結シートが得られなかったので物性値は測
定していない。
末状になり焼結シートが得られなかったので物性値は測
定していない。
表２に記載の曲げ強度は次のようにして測定した10ケの
試料の平均値である。
試料の平均値である。
焼結シートを巾W10mm、長さ50mmに切断し、これを一定
距離L40mmに配置した。２支点上に載置、支点間の１点
に0.5mm/分の速度で荷重を加え破損したときの荷重Ｐを
求めた。これらの値から曲げσを次式により計算した。
距離L40mmに配置した。２支点上に載置、支点間の１点
に0.5mm/分の速度で荷重を加え破損したときの荷重Ｐを
求めた。これらの値から曲げσを次式により計算した。
表２より明らかなように、本発明による組成物は1000℃
以下で焼成することができ、焼成したシートは耐湿性に
優れる。また、強度、誘電率、熱膨張率も多層回路基板
として充分使用できる特性を有する。
以下で焼成することができ、焼成したシートは耐湿性に
優れる。また、強度、誘電率、熱膨張率も多層回路基板
として充分使用できる特性を有する。
［発明の効果］ 本発明によれば、低温度で焼成することができ焼成した
基板は耐湿性が優れているので多層回路素子を製造した
場合、特性の経時変化の少ない素子が得られると予想さ
れる。また、曲げ強度等の電気特性も多層回路基板とし
て充分使用できるものである。
基板は耐湿性が優れているので多層回路素子を製造した
場合、特性の経時変化の少ない素子が得られると予想さ
れる。また、曲げ強度等の電気特性も多層回路基板とし
て充分使用できるものである。
Claims (3)
- 【請求項１】重量％表示でガラス粉末25〜65、アルミナ
粉末０〜60及びフォルステライト粉末５〜60からなり、
該ガラス粉末は重量％表示で本質的にSiO225〜70、Al2O
34〜15、B2O325〜45及びBaO0.5〜30からなるセラミック
基板用組成物。 - 【請求項２】前記ガラス粉末は重量％表示で本質的にSi
O230〜50、Al2O35〜13、B2O330〜40及びBaO5〜25からな
る特許請求の範囲第１項記載の組成物。 - 【請求項３】前記アルミナ粉末は重量％表示で10〜50で
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２
項記載の組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60079294A JPH0686327B2 (ja) | 1985-04-16 | 1985-04-16 | セラミツク基板用組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60079294A JPH0686327B2 (ja) | 1985-04-16 | 1985-04-16 | セラミツク基板用組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61242950A JPS61242950A (ja) | 1986-10-29 |
| JPH0686327B2 true JPH0686327B2 (ja) | 1994-11-02 |
Family
ID=13685827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60079294A Expired - Lifetime JPH0686327B2 (ja) | 1985-04-16 | 1985-04-16 | セラミツク基板用組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0686327B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2744657B2 (ja) * | 1989-11-14 | 1998-04-28 | 株式会社日本触媒 | セラミック成形体およびその製造方法 |
| JP4535592B2 (ja) * | 2000-09-28 | 2010-09-01 | 京セラ株式会社 | 積層体 |
| WO2009014092A1 (ja) | 2007-07-23 | 2009-01-29 | Tdk Corporation | セラミックス基板及びその製造方法、並びに誘電体磁器組成物 |
| JP2009227483A (ja) * | 2008-03-19 | 2009-10-08 | Tdk Corp | 誘電体磁器組成物 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57103206A (en) * | 1980-12-19 | 1982-06-26 | Tdk Electronics Co Ltd | Dielectric material |
| JPS6011259A (ja) * | 1983-06-28 | 1985-01-21 | 株式会社村田製作所 | 磁器組成物 |
| JPS6021855A (ja) * | 1983-07-11 | 1985-02-04 | 株式会社村田製作所 | 低温焼結磁器の製造方法 |
-
1985
- 1985-04-16 JP JP60079294A patent/JPH0686327B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61242950A (ja) | 1986-10-29 |
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