JPS62137897A - 絶縁層用組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、絶縁層用組成物に関する。

［従来の技術］ 厚膜法により基板上に導体を形成し、該導体上に絶縁層
を形成し、更に絶縁層上に導体を形成する電子部品が知
られている。かかる導体は銅ペース）　、　Ａｇ−Ｐｄ
ペーストを印刷し焼成することによって形成される。銅
導体はＡｇ−Ｐｄ導体と比へると抵抗値及び電気的マイ
グレーションが小さいこと、はんだ付けにより侵食され
難いこと等の利点がある。しかし銅は酸化され易くそれ
を防ぐため、導体を形成するための焼成は、酸素濃度１
０ｐｐｍ以ｒの窒素雰囲気中で行なわれている。同様の
目的で銅導体上に形成する絶縁層の焼成も銅程度の雰囲
気で行なわれる。

しかしながら、従来の絶縁層用の組成物をかかる雰囲気
中で焼成すると、組成物中の有機バインダーの除去が不
十分で発泡したり黒化したりし絶縁破壊電圧が低いとい
う難点があった。

し発明の解決しようとする問題点］ 本発明は、上記低酸素濃度の雰囲気で焼成し上記難点を
生じることのない絶縁層用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］ 本発明はＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−Ｂ２Ｏ２系のガラス粉
末６０〜９５重量％とアルミナ等の耐火物フィラー５〜
４０重量％とからなるガラスセラミック組成物に有機バ
インダーを添加してなる組成物において、焼成によって
該有機バインダーを酸化する醇化剤を該組成物に添加し
た非酸化性雰囲気で焼成し絶縁層を形成する絶縁層用組
成物を提供する。

本発明において添加する酸化剤は酸素濃度約１０ｐｐｍ
以下の非酸化性雰囲気で焼成し絶縁層を形成する際組成
物中の有機バ・イングーを醇化除去する作用があれば特
に限定されない。中でも取扱、入手が容易であることが
らＭＩ＋０２　、ＴｉＯ；＋　。

ＣｅＯ２、Ｖ２Ｏ５、ＣｒｚＯａ　、ＣＯ２Ｏ３、ＭＯ
Ｏ３、及びＷＯ：＋が特に望ましい。かかる酸化剤は単
独で使用してもよく、２挿置」二９１用してもよい。

かかる酸化剤の添加量は、ガラス粉末及び耐火物フィラ
ーの総縫であるガラス組成物に対し重量で０．０５〜５
％添加するのが好ましい。醇化剤の添加量が０．０５％
未満では添加による効果が少なく、他方５％を越えると
絶縁層が緻密にならず、耐電圧特性が低下するので好ま
しくない、酸化剤の添加量は上記範囲中０．０１〜３％
の範囲がより望ましい。

本発明によるガラス粉末としては銅導体との反応を抑制
するため一部結晶化する特性を有するＳｉＯ，＋−Ａ１
２ｆｈ−ＢｚＣＬ＋系のものが好ましい。

この系のガラス粉末の含有量は６０％より少ないと充分
な緻密焼結層ができず電気特性が低下し好ましくない、
一方、９５％より多いと銅導体との反応性が大きくなり
、銅導体のハンダ濡れ性を損なうので好ましくない、ガ
ラス粉末は上記範囲中６５〜９３％の範囲が好ましい。

一方、耐火物フィラーとしては、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３
）、ジルＤ　ｙ（ＺｒＳｉ０４）、−１−ジェライト（
２８ｇ０・２ＡＩ２０３・５Ｓｉ０２）が単独または併
用で用いることができるが、これらのフィラーはいずれ
も銅導体との反応性が小さく且つ、ガラスとはなじみ易
く緻密な焼結層が得られ、さらに入手し易いという特徴
を持っている。

本発明におけるガラス粉末としては、重量％表示で実質
的に ５ｉＯｚ　　　　　　　　　　３０　〜５０Ａ１２０３
　　　　　　　　　１２．５〜２０ＭｇＯ＋ＧａＯ＋Ｓ
ｒＯ＋ＢａＯ　　　　５　〜４０ＰｂＯ◆ＺｎＯｌ　　
〜２５ ８２０３　　　　　　　　　　　　　　　　　１　　〜
７Ｔｉ０２＋　　Ｚｒ（ｂ　　　　　　　　　　　　Ｉ
　　　〜　７しｉｚＯ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ　　　　　　
　　　　　０　　〜　３からなる組成のものが好ましい
。その理由は次の通りである。

ＳｉＯ２はガラスのネットワークホーマーであり、焼成
によって析出する主結晶（／ヘリウムアルミニウムシリ
ケート）の成分である。　ＳｉＯ２が３０％より少ない
とガラス軟化温度が低くなり過ぎ、銅導体との反応性が
大となり好ましくない、一方、５０％より多いとガラス
が硬くなり過ぎ、緻密な焼結層が得られず好ましくない
。望ましい範囲は３３〜４７重量％である。

Ａｌ２Ｏ３は、析出する結晶成分である。１２．５％よ
り少ないと結晶化ネト分となり好ましくない、一方、２
０％を越えるとガラス溶解中に失透が生成し好ましくな
く、望ましくは１４〜１８％である。

ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＣ１は、結晶化調整、膨
張係数調整および溶解性調整成分で、含量として５％よ
り少ないと結晶化不Ｉ−分となり好ましくない。一方、
４０％より多いと熱膨張係数が犬きくなり過ぎ好ましく
な い。望ましくは８〜３８％である。

ＰｂＯ＋ＺｎＯはフラックス成分として用いる含量で１
％より少ないとその効果はなく好ましくない、一方、２
５％より多いとガラス軟化温度が低くなり過ぎ好ましく
ない。望ましくは２〜２３％である。

Ｂ２０３はフラックス成分として用いるが、１％より少
ないと効果がない、７％より多いと有機バインダーと反
応し、ガラスが一部還元され、電気特性が低下するため
好ましくない、望ましくは２〜５％である。

Ｔ　ｉ０２　＋ＺｒＯ２は結晶化調整剤として用いる。

１％よる少ないと効果がない。一方、７％を越えるとガ
ラスの軟化温度が高くなり過ぎ好ましくない、望ましく
は合量で２〜５％である。

Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏはガラス溶解性の敗色［１
的で使用し得るが、電気的マイグレーション面より、３
％未満である。

耐火物フィラーとしては、アルミナ（Ａ１２０３）、ジ
ルコ７　（ＺｒＳｉＯ４）、　コージェライト（２８ｇ
Ｏ・２ＡＩ２０３・５Ｓ　ｉ０２　）を単独あるいはＪ
ｉ川で前記ガラス粉末と混合して用いる。含量で４０９
６を越えると、緻密な焼結層が得られず好ましくない。

一方、５％より少ないとガラスと銅導体の反応が大とな
り、銅導体の／＼ンダ濡れが損なわれるので好ましくな
い。望ましくは７〜３５重量％である。

本発明において使用される有機バインダーと１しては特
に限定されず、例えばエチルセルロース、　゛ニトロセ
ルロース、アクリル樹脂をα−テルピネオールに溶解し
たものが使用される。

［実施例］ 目標組成となるように各原料を調合し、白金坩堝に入れ
、　１４００〜１５００℃で３〜４時間、加熱攪拌溶解
した０次いで、これを水砕し、更に粉砕装置により耐火
物フィラーとガラス粉末とが所定の割合になるように粉
砕兼混合した粉砕後の粉末の平均粒径はスクリーン印刷
用として用いるため。

１．５〜２．５μｍとなるように調製した。

次いで、これらの粉末とビヒクルを混合しペースト状と
したが、ここでは一般的に用いられているエチルセルロ
ースとα−テルピネオール系のビヒクルを使用した。さ
らに、これに酸化剤を添加Ｌライカイ機および３本ロー
ラーにより混練しペーストを得た。耐火物フィラー、酸
化剤；ガラス粉末の組成及びこれらの混合割合を表１に
示した。

次いで、これらペーストを用い、２００メツシュ総厚１
０５μｍのスクリーンを用い印刷しコンデンサパターン
により電気的絶縁特性および銅導体のハンダ濡れ性につ
いて評価した。ここで、上部および下部導体として使用
した材料は、デュポン社・コード番号９９２２および９
８２３であり、焼成は０２濃度５　ｐｐｍで９００°Ｃ
１Ｏ分間Ｍ行なった。絶縁層の厚みは４０±２μｍであ
った。表１より明らかな如く１本発明による組成物は、
電気特性に優れ、且つハンダの濡れも良好である。比較
例として本発明による組成物以外のものについても同様
のテストを行なったので、併せて表１に示す。なお、各
特性の評価方法は次のとおりであうる。

特性評価法 絶縁抵抗　　タケダ理研製振動容量型散れ電流電位計に
より１００ν印加時の絶縁抵抗を測定した。温度２５±
１°Ｃ１湿度４５±１％、絶縁層厚よ：４０±２μｍ。

℃、温湿度５±１％。

絶縁破壊電圧 １００Ｖ如に５ｔｅｐ　ｕｐ　Ｌ、各電圧で１分間保持
し、破壊電圧値を示す温度２５ ±１℃、湿度４５±１％。

ハンダ濡れ性 タムラ化研ＸＡ−１００フラックスを塗布した後、２３
０±５℃のＰｂ−３ｎ共品ハンダバス中に５　ｓｅｃ　
ｄｉｓｐＬ引」二げた。Ｃｕバンド面積に対するハンダ
が 乗った面積で表示した。

［発明の効果］ 本発明によれば、銅の酸化を生じない酸素濃度の低い雰
囲気中で焼成し、絶縁破壊電圧、ハンダＩＸｆれ性に優
れた絶縁層を形成することかできる。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＳｉＯ＿２−Ａｌ＿２Ｏ＿３−Ｂ＿２Ｏ＿３系の
   ガラス粉末６０〜９５重量％とアルミナ等の耐火物フィ
   ラー５〜４０重量％とからなるガラスセラミック組成物
   に有機バインダーを添加してなる組成物におい て、焼成によって該有機バインダーを酸化する酸化剤を
   該組成物に添加した非酸化性雰囲気で焼成し絶縁層を形
   成する絶縁層用組成 物。
2. （２）前記酸化剤は、ガラスセラミック組成物に対し、
   ０．０５〜５重量％添加されている特許請求の範囲第１
   項記載の絶縁層用組成物。
3. （３）前記酸化剤はＭｎＯ＿２、ＴｉＯ＿２、ＣｅＯ＿
   ２、Ｖ＿２Ｏ＿５、Ｃｒ＿２Ｏ＿３、Ｃｏ＿２Ｏ＿３、
   ＭｏＯ＿３、又はＷＯ＿３から選ばれた少なくとも１者
   である特許請求の範囲第１項又は第２項記載の絶縁層用
   の組成物。
4. （４）前記ガラス粉末は、重量％表示で実質的にＳｉＯ
   ＿２　３０〜５０ Ａｌ＿２Ｏ＿３　１２．５〜２０ ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ　５〜４０ＰｂＯ＋Ｚ
   ｎＯ　１〜２５ Ｂ＿２Ｏ＿３　１〜７ ＴｉＯ＿２＋ＺｒＯ＿２　１〜７ Ｌｉ＿２Ｏ＋Ｎａ＿２Ｏ＋Ｋ＿２Ｏ　０〜３からなる特
   許請求の範囲第１項記載の絶縁層用組成物。