JPH0821762B2 - ガラスセラミツクス基板 - Google Patents
ガラスセラミツクス基板Info
- Publication number
- JPH0821762B2 JPH0821762B2 JP62015060A JP1506087A JPH0821762B2 JP H0821762 B2 JPH0821762 B2 JP H0821762B2 JP 62015060 A JP62015060 A JP 62015060A JP 1506087 A JP1506087 A JP 1506087A JP H0821762 B2 JPH0821762 B2 JP H0821762B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- powder
- sio
- substrate
- glass
- bao
- 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
Links
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］ 本発明は電子回路の形成に使用されるガラスセラミッ
クス基板に関する。
クス基板に関する。
［従来の技術］ 従来低温焼成多層基板を構成する組成としてAl2O3−
ホウケイ酸系のガラス、この系のガラスに、耐水性や焼
結性を良くするために、2MgO・SiO2,MgO・SiO2,CaO・Si
O2,SrO・SiO2等を第３成分として入れたものが知られて
いる。しかしながら、かゝる組成の基板は焼結の際、結
晶化するガラスの量がきわめて少ないため基板表面にガ
ラス層が析出しやすい。そのため導体ペースト（Ag・Pd
系,Ag系,Au系,Cu系）を基板上に形成したさい、導体の
半田濡れ性が悪かったり、また、基板上に形成した抵抗
体、特に高抵抗体ペーストに含有されているフリットと
基板上のガラスとが反応し、抵抗体の抵抗値が極端に低
くなるというような欠点があった。
ホウケイ酸系のガラス、この系のガラスに、耐水性や焼
結性を良くするために、2MgO・SiO2,MgO・SiO2,CaO・Si
O2,SrO・SiO2等を第３成分として入れたものが知られて
いる。しかしながら、かゝる組成の基板は焼結の際、結
晶化するガラスの量がきわめて少ないため基板表面にガ
ラス層が析出しやすい。そのため導体ペースト（Ag・Pd
系,Ag系,Au系,Cu系）を基板上に形成したさい、導体の
半田濡れ性が悪かったり、また、基板上に形成した抵抗
体、特に高抵抗体ペーストに含有されているフリットと
基板上のガラスとが反応し、抵抗体の抵抗値が極端に低
くなるというような欠点があった。
［発明の解決しようとする問題点］ 本発明は従来技術の有していた前述の問題点を解消
し、基板の上部に形成した導体の半田濡れ性を改良する
ことと基板の上部に形成した抵抗体、特に高抵抗体特性
を安定に形成することのできる基板の提供を目的とする
ものである。
し、基板の上部に形成した導体の半田濡れ性を改良する
ことと基板の上部に形成した抵抗体、特に高抵抗体特性
を安定に形成することのできる基板の提供を目的とする
ものである。
［問題点を解決するための手段］ 本発明は、無機成分と有機バインダーとからなるグリ
ーンシートに所定パターンの導体を形成し、これを積層
し焼成し製造したガラスセラミックス基板において、該
無機成分は重量表示で ホウケイ酸ガラス粉末 30 〜70％ Al2O3粉末 30 〜70％ 2Al2O3・B2O3粉末及び／又はBaO・Al2O3・2SiO2粉末0.5
〜10％ アルカリ土類金属の珪酸塩粉末 ０ 30％ からなることを特徴とするガラスセラミックス基板を提
供するものである。
ーンシートに所定パターンの導体を形成し、これを積層
し焼成し製造したガラスセラミックス基板において、該
無機成分は重量表示で ホウケイ酸ガラス粉末 30 〜70％ Al2O3粉末 30 〜70％ 2Al2O3・B2O3粉末及び／又はBaO・Al2O3・2SiO2粉末0.5
〜10％ アルカリ土類金属の珪酸塩粉末 ０ 30％ からなることを特徴とするガラスセラミックス基板を提
供するものである。
本発明において、2al2O3・B2O3粉末及び／又はBaO・A
l2O3・2SiO2粉末は、核形成剤であり、焼成によるホウ
ケイ酸ガラスの結晶化を促進しガラスが基板表面に析出
するのを抑制して半田の濡れ性の低下を防ぎ、導体、抵
抗体との反応を低下する作用をする。かゝる粉末は無機
成分中の含有量が0.5重量％未満では上記作用が少な
く、10重量％を越えると基板の吸水性が悪化し、いずれ
も好ましくない。かゝる粉末は結晶であり、その粒度と
しては数μｍ程度のものが使用される。粉末の製造に当
っては、例えば、各酸化物を所定割合になるように調合
し950℃で１時間焼成した後粉砕することにより2al2O3
・B2O3粉末が得られ、1100℃で１時間焼成した後粉砕す
ることによりBaO・Al2O3・2SiO2粉末が得られる。
l2O3・2SiO2粉末は、核形成剤であり、焼成によるホウ
ケイ酸ガラスの結晶化を促進しガラスが基板表面に析出
するのを抑制して半田の濡れ性の低下を防ぎ、導体、抵
抗体との反応を低下する作用をする。かゝる粉末は無機
成分中の含有量が0.5重量％未満では上記作用が少な
く、10重量％を越えると基板の吸水性が悪化し、いずれ
も好ましくない。かゝる粉末は結晶であり、その粒度と
しては数μｍ程度のものが使用される。粉末の製造に当
っては、例えば、各酸化物を所定割合になるように調合
し950℃で１時間焼成した後粉砕することにより2al2O3
・B2O3粉末が得られ、1100℃で１時間焼成した後粉砕す
ることによりBaO・Al2O3・2SiO2粉末が得られる。
ホウケイ酸ガラス粉末としては次の組成のものが誘電
率が少なく、曲げ強度、耐湿性に優れた焼結体が得られ
るので好ましい。即ち、重量％表示でSiO225〜65％、Al
2O34〜15％、B2O325〜45％、BaO0.5〜30％の組成を有す
るものである。その理由としては、SiO2はガラスのネッ
トワークホーマであり上記範囲より少なくなると誘電率
が大きくなり、上記範囲より多くなると基板の焼成温度
が高くなるのでいずれも好ましくない。
率が少なく、曲げ強度、耐湿性に優れた焼結体が得られ
るので好ましい。即ち、重量％表示でSiO225〜65％、Al
2O34〜15％、B2O325〜45％、BaO0.5〜30％の組成を有す
るものである。その理由としては、SiO2はガラスのネッ
トワークホーマであり上記範囲より少なくなると誘電率
が大きくなり、上記範囲より多くなると基板の焼成温度
が高くなるのでいずれも好ましくない。
Al2O3は、上記範囲より少ないと基板の耐湿性が低下
し、上記範囲より多いと失透を生成し易くなるのでいず
れも好ましくない。B2O3は上記範囲より少ないと焼成温
度が高くなり、上記範囲より多いと耐湿性が低下するの
でいずれも好ましくない。BaOはフラックスであり上記
範囲より少ないと溶融性が低下し、上記範囲より多いと
誘電率が大きくなりいずれも好ましくない。
し、上記範囲より多いと失透を生成し易くなるのでいず
れも好ましくない。B2O3は上記範囲より少ないと焼成温
度が高くなり、上記範囲より多いと耐湿性が低下するの
でいずれも好ましくない。BaOはフラックスであり上記
範囲より少ないと溶融性が低下し、上記範囲より多いと
誘電率が大きくなりいずれも好ましくない。
以上の成分の外に少量のNa2O,Li2O,K2O,ZnO,CaO,MgO
を添加し溶融性を改善することができる。これらの添加
物は多くなり過ぎると電気特性が低下するので総量で５
％未満にするのが好ましい。
を添加し溶融性を改善することができる。これらの添加
物は多くなり過ぎると電気特性が低下するので総量で５
％未満にするのが好ましい。
無機成分中のガラス粉末の含有量が30重量％未満では
充分な焼結基板が得られ難く、70重量％を越えると、焼
結基板の抗折強度が低下したり、焼成温度が高くなるの
で好ましくない。
充分な焼結基板が得られ難く、70重量％を越えると、焼
結基板の抗折強度が低下したり、焼成温度が高くなるの
で好ましくない。
Al2O3粉末は基板の放熱性および抗折強度を向上する
ため添加する。その量が30重量％未満ではかかる特性の
向上が少なく70重量％超では焼結性が悪くなるとともに
誘電率が大きくなる。
ため添加する。その量が30重量％未満ではかかる特性の
向上が少なく70重量％超では焼結性が悪くなるとともに
誘電率が大きくなる。
アルカリ土類金属の珪酸塩粉末は、焼結助剤であり必
須成分ではないが、焼結を促進することができるので、
添加することが好ましい。その添加量が多くなり過ぎる
と、ガラス分が少なくなり基板の焼成密度が低く抗折強
度の低下、耐水性の劣化の原因となるので無機成分中の
珪酸塩の含有量は0.5〜10重量％の範囲が好ましい。
須成分ではないが、焼結を促進することができるので、
添加することが好ましい。その添加量が多くなり過ぎる
と、ガラス分が少なくなり基板の焼成密度が低く抗折強
度の低下、耐水性の劣化の原因となるので無機成分中の
珪酸塩の含有量は0.5〜10重量％の範囲が好ましい。
かゝる珪酸塩としては特に限定されるものではない
が、比較的入手が容易であるので2MgO・SiO2（フォルス
テライト）,MgO・SiO2,CaO・SiO2,SrO・SiO2,BaO・SiO2
が使用される。これら珪酸塩は単独で使用しても良く、
二種以上を併用してもよい。また、その粒度は特に限定
されるものでなく0.5〜５μｍ程度のものが使用され
る。一方、本発明における有機成分としては特に限定さ
れず、エチルセルローズ、ポリメチルメタアクリレート
等の可塑剤をアルコール等の溶媒と混合したものが使用
される。
が、比較的入手が容易であるので2MgO・SiO2（フォルス
テライト）,MgO・SiO2,CaO・SiO2,SrO・SiO2,BaO・SiO2
が使用される。これら珪酸塩は単独で使用しても良く、
二種以上を併用してもよい。また、その粒度は特に限定
されるものでなく0.5〜５μｍ程度のものが使用され
る。一方、本発明における有機成分としては特に限定さ
れず、エチルセルローズ、ポリメチルメタアクリレート
等の可塑剤をアルコール等の溶媒と混合したものが使用
される。
また、基板上に形成される導体としても特に限定され
ず、Ag−Pdペーストにより形成されたもの、Cuペースト
により形成されたもの、Agペーストにより形成されたも
の等広範囲に適用される。中でも、ガラス含有量の多い
ペーストを使用するものに対しては特に効果的である。
かゝるペーストとしては、Ag−Pdペーストにおいて、無
機成分が重量％表示でAg85〜80％、Pd15〜20％、ガラス
１〜15％からなり、Agのマイグレーションに対する特性
の改善を図ったものが例示される。
ず、Ag−Pdペーストにより形成されたもの、Cuペースト
により形成されたもの、Agペーストにより形成されたも
の等広範囲に適用される。中でも、ガラス含有量の多い
ペーストを使用するものに対しては特に効果的である。
かゝるペーストとしては、Ag−Pdペーストにおいて、無
機成分が重量％表示でAg85〜80％、Pd15〜20％、ガラス
１〜15％からなり、Agのマイグレーションに対する特性
の改善を図ったものが例示される。
本発明において析出する主結晶は、焼成温度が比較的
低い場合（約1000℃）は2Al2O3・B2O3であり、焼成温度
が比較的高い場合（約1100℃）はBaO・Al2O3・2SiO2で
ある。
低い場合（約1000℃）は2Al2O3・B2O3であり、焼成温度
が比較的高い場合（約1100℃）はBaO・Al2O3・2SiO2で
ある。
［作用］ 非晶質ガラスに比較し結晶化ガラスの方が比較的半田
が濡れやすいのは表面がポーラスとなっており、導体ペ
ースト中のフリットが基板中にしみ込みやすい点と基板
上のガラスが反応しにくいためと考えられる。
が濡れやすいのは表面がポーラスとなっており、導体ペ
ースト中のフリットが基板中にしみ込みやすい点と基板
上のガラスが反応しにくいためと考えられる。
［実施例］ 実施例１、比較例１ 低温焼成多層基板用組成としてAl2O3粉末52重量％、2
MgO・SiO2粉末10重量％、硼硅酸ガラス（SiO235％,Al2O
310％,B2O335％,BaO20％）粉末残量、2Al2O3・B2O3を０
〜18重量％となる様に秤量し、これに有機ビヒクルを添
加し混練後、スラリーを作成した。次に通常のドクター
ブレード法によりこのスラリーを厚味250μｍのグリー
ンシートに形成した。
MgO・SiO2粉末10重量％、硼硅酸ガラス（SiO235％,Al2O
310％,B2O335％,BaO20％）粉末残量、2Al2O3・B2O3を０
〜18重量％となる様に秤量し、これに有機ビヒクルを添
加し混練後、スラリーを作成した。次に通常のドクター
ブレード法によりこのスラリーを厚味250μｍのグリー
ンシートに形成した。
次にグリーンシートにビアホール、内部電極を形成し
た後、このグリーンシート６枚を積層し、100℃の温
度、150kg/cm2の圧力で10分間ホットプレスをし厚味1.2
mmの一体化したグリーンシートを作成した。
た後、このグリーンシート６枚を積層し、100℃の温
度、150kg/cm2の圧力で10分間ホットプレスをし厚味1.2
mmの一体化したグリーンシートを作成した。
次にこのグリーンシートを880℃の温度で２時間焼成
し本発明の基板を得た。
し本発明の基板を得た。
この基板上に通常の厚膜印刷法で導体ペースト（TR−
4846田中マッセィ製）を印刷し、850℃で焼成し、Ag・P
d導体を作成して、半田濡れ性を測定した。その結果を
第１図に示し、第２図にその焼成密度を示した。第１図
より明らかなように本発明によるもの、即ち2Al2O3・B2
O3を0.5〜10重量％含有するものは、比較例である2Al2O
3・B2O3を全く含有しないものに比べて極めて良好な半
田濡れ性を示した。また、第２図より明らかなように本
発明によるもの、即ち2Al2O3・B2O3を0.5〜10重量％含
有するものは、比較例であるそれを10重量％超えて含有
するものに比べて焼成密度が極めて大きい。半田濡れ性
の測定方法は、基板上に２×2mmのAg・Pd導体パッドを2
0ヶ形成しフリックスRM611F（αメタル製）で表面の酸
化物を除去し、240℃の温度の半田槽に約３〜５秒浸漬
後、基板を半田液面に対し90度の角度で引き上げ、完全
に半田が濡れたパッアドを100％、１ヶでもパッド上に
ピンホールが有るものを０％として測定、評価した。
4846田中マッセィ製）を印刷し、850℃で焼成し、Ag・P
d導体を作成して、半田濡れ性を測定した。その結果を
第１図に示し、第２図にその焼成密度を示した。第１図
より明らかなように本発明によるもの、即ち2Al2O3・B2
O3を0.5〜10重量％含有するものは、比較例である2Al2O
3・B2O3を全く含有しないものに比べて極めて良好な半
田濡れ性を示した。また、第２図より明らかなように本
発明によるもの、即ち2Al2O3・B2O3を0.5〜10重量％含
有するものは、比較例であるそれを10重量％超えて含有
するものに比べて焼成密度が極めて大きい。半田濡れ性
の測定方法は、基板上に２×2mmのAg・Pd導体パッドを2
0ヶ形成しフリックスRM611F（αメタル製）で表面の酸
化物を除去し、240℃の温度の半田槽に約３〜５秒浸漬
後、基板を半田液面に対し90度の角度で引き上げ、完全
に半田が濡れたパッアドを100％、１ヶでもパッド上に
ピンホールが有るものを０％として測定、評価した。
なお使用した半田の組成はSn63％、Pd35％、Ag2％で
ある。
ある。
又、この基板上に通常のスクリーン印刷法で抵抗体ペ
ースト1749（Dupout社製シート抵抗100kΩ／□用）を形
成し、850℃で焼成したところ、2Al2O3・SiO2を添加し
ない組成では50kΩ／□と1/2に低下しているのに対し本
発明による基板では87kΩ／□とほぼAl2O3基板上の特性
と同等の値を示した。
ースト1749（Dupout社製シート抵抗100kΩ／□用）を形
成し、850℃で焼成したところ、2Al2O3・SiO2を添加し
ない組成では50kΩ／□と1/2に低下しているのに対し本
発明による基板では87kΩ／□とほぼAl2O3基板上の特性
と同等の値を示した。
実施例２、比較例２ 基板の組成としてAl2O3粉末50重量％、2MgO・SiO2粉
末10重量％、硼硅酸ガラス（SiO235％,Al2O310％,B2O33
5％,BaO20％粉末）残量、BaO・Al2O3・2SiO2を０〜10重
量％となる様に秤量し、これに有機ビヒクルを添加し混
練後スラリーを作成した。次に通常のドクターブレード
法によりこのスラリーを厚味125μｍのグリーンシート
に形成した。次にグリーンシートにビアール、Ag系から
なる内部電極を形成した後、このグリーンシート10枚を
積層し、70℃の温度、150kg/cm2の圧力で10分間ホット
プレスし厚味1.2mmの一体化したグリーンシートを作成
した。次にこのグリーンシートを850℃の温度で４時間
焼成し本発明の基板を得た。
末10重量％、硼硅酸ガラス（SiO235％,Al2O310％,B2O33
5％,BaO20％粉末）残量、BaO・Al2O3・2SiO2を０〜10重
量％となる様に秤量し、これに有機ビヒクルを添加し混
練後スラリーを作成した。次に通常のドクターブレード
法によりこのスラリーを厚味125μｍのグリーンシート
に形成した。次にグリーンシートにビアール、Ag系から
なる内部電極を形成した後、このグリーンシート10枚を
積層し、70℃の温度、150kg/cm2の圧力で10分間ホット
プレスし厚味1.2mmの一体化したグリーンシートを作成
した。次にこのグリーンシートを850℃の温度で４時間
焼成し本発明の基板を得た。
この基板について、実施例１と同様の方法で半田濡れ
性及び抵抗体の抵抗値変化を調べた結果、実施例１、比
較例１とほゞ同様であった。
性及び抵抗体の抵抗値変化を調べた結果、実施例１、比
較例１とほゞ同様であった。
［発明の効果］ 本発明によれば、低温で焼成される基板上の導体との
半田濡れ性に優れ、焼成による抵抗体の抵抗値変化率を
極めて少ないものが得られる。
半田濡れ性に優れ、焼成による抵抗体の抵抗値変化率を
極めて少ないものが得られる。
第１図は、半田濡れ性を示す図である。 第２図は、焼成密度を示す図である。
Claims (2)
- 【請求項１】無機成分と有機バインダーとからなるグリ
ーンシートに所定パターンの導体を形成し、これを積層
し焼成し製造したガラスセラミックス基板において、該
無機成分は重量表示で ホウケイ酸ガラス粉末 30 〜70％ Al2O3粉末 30 〜70％ 2Al2O3・B2O3粉末及び／又はBaO・Al2O3・2SiO2粉末0.5
〜10％ アルカリ土類金属の珪酸塩粉末 ０ 〜30％ からなることを特徴とするガラスセラミックス基板。 - 【請求項２】前記珪酸塩粉末は2MgO・SiO2,MgO・SiO2,C
aO・SiO2,SrO・SiO2及びBaO・SiO2から選ばれた少なく
とも１種である特許請求の範囲第１項記載のガラスセラ
ミックス基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62015060A JPH0821762B2 (ja) | 1987-01-27 | 1987-01-27 | ガラスセラミツクス基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62015060A JPH0821762B2 (ja) | 1987-01-27 | 1987-01-27 | ガラスセラミツクス基板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63184388A JPS63184388A (ja) | 1988-07-29 |
| JPH0821762B2 true JPH0821762B2 (ja) | 1996-03-04 |
Family
ID=11878294
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62015060A Expired - Lifetime JPH0821762B2 (ja) | 1987-01-27 | 1987-01-27 | ガラスセラミツクス基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0821762B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5662755A (en) * | 1993-10-15 | 1997-09-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of making multi-layered ceramic substrates |
| JP5803453B2 (ja) * | 2011-09-07 | 2015-11-04 | 日本電気硝子株式会社 | ガラスセラミック誘電体用材料およびガラスセラミック誘電体 |
-
1987
- 1987-01-27 JP JP62015060A patent/JPH0821762B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63184388A (ja) | 1988-07-29 |
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