DE3701973A1 - Produkt aus gesintertem glaspulver - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Produkt aus gesintertem Glaspulver, das erhalten wird, indem ein Formteil aus zermalmtem Glaspulver gesintert wird.

Das Produkt aus gesintertem Glaspulver ist besonders geeignet zur Herstellung von Isolierstoffen, die bei mehrschichtigen Verdrahtungssubstraten verwendet werden können, auf denen hochintegrierte Schaltungen (LSI) aufgebaut werden, denn ein solches Produkt kann gemeinsam mit Metallen gesintert werden, die einen geringen elektrischen Widerstand aufweisen, beispielsweise Silber, Silber- Palladium, Gold und dergleichen.

Mit zunehmender Miniaturisierung und höheren Anforderungen an die Zuverlässigkeit von mehrschichtigen Verdrahtungssubstraten, auf denen zahlreiche Bauelemente einschließlich hochintegrierten Schaltungen aufgebaut werden, stellt man die mehrschichtigen Verdrahtungssubstrate in zunehmendem Maße aus Keramikmaterial her. Bei der Herstellung derartiger mehrschichtiger Verdrahtungssubstrate wird ein Leiterbahnmuster aus Mo, W oder dergleichen Metall mit hohem Schmelzpunkt anfangs durch eine Druck- Formtechnik als Rohplatte mit Aluminiumdioxid als Hauptkomponente durch eine bekannte Dickfilmtechnik hergestellt, und mehrere dieser Rohplatten werden dann aufeinandergestapelt und zu einer mehrschichtigen Rohverbundplatte zusammengefügt. Diese Rohverbundplatte wird anschließend in einer nichtoxidierten Atmosphäre bei einer hohen Temperatur von etwa 1500 bis 1600°C gesintert.

Derartige mehrschichtige Verdrahtungssubstrate mit Aluminiumdioxid als Hauptkomponente sind aber ungeeignet für Hochgeschwindigkeits-Signalverarbeitung, da die relativ hohe Dielektrizitätskonstante des Aluminiumdioxids und die relativ hochohmigen, sehr dünnen Leiterbahnen aus einem Metall mit hohem Schmelzpunkt die Übertragungszeit der über das Leiterbahnmuster laufenden Signale verlängern. Das einen relativ hohen Schmelzpunkt und einen hohen elektrischen Widerstand aufweisende Metall kann zwar durch Metalle mit niedrigem Widerstand wie Gold, Silber, Ag-Pd, Kupfer oder dergleichen bei der Bildung des Leiterbahnmusters ersetzt werden; da aber derartige Metalle im allgemeinen einen Schmelzpunkt aufweisen, der bei etwa 1000°C oder niedriger liegt, also sehr viel niedriger als die Sintertemperatur des Aluminiumdioxids, entsteht die Schwierigkeit, daß das so gebildete Leiterbahnmuster der Schrumpfung des Plattenrohmaterials während der Sinterung nicht folgen kann, wodurch Unterbrechungen des Leiterbahnmusters verursacht werden.

Bei Verwendung eines Metalls mit niedrigem elektrischen Widerstand zur Hochgeschwindigkeits-Signalverarbeitung kommt die Verwendung eines mehrschichtigen Verdrahtungssubstrats aus gesintertem Glaspulver (Glaskeramik-Produkt) in Betracht, um die obengenannten Probleme zu vermeiden. Dieser Vorschlag ist beispielsweise in der US-PS 43 01 324 und in der US-PS 44 13 061 gemacht. Danach wird ein Rohmaterial verwendet, das 48 bis 55 Gew.% SiO₂, 18 bis 26 Gew.% Al₂O₃, 18 bis 25 Gew.% MgO, eine geringe Menge eines Keimbilders, der unter ZnO, P₂O₅, TiO₂, SnO₂ und ZrO₂ausgewählt ist, sowie weniger als 3 Gew.% B₂O₃ enthält. Dieses Rohmaterial wird bei einer Temperatur von 925 bis 1050°C gesintert, so daß mikrokristalline Netzgefüge aus α-Cordieriten erzeugt werden, wobei in den Lücken des Netzgefüges Glas verbleibt, das mikrokristalline Klinoenstatite enthält.

Bei dem Verfahren nach den obengenannten US-PSen kann verhindert werden, daß Unterbrechungen im Leiterbahnmuster während des Sinterns der Rohplatte auftreten, da die Sintertemperatur auf weniger als 1000°C, beispielsweise 925°C, abgesenkt werden kann, so daß sie unterhalb des Schmelzpunktes des einen niedrigen elektrischen Widerstand aufweisenden Metalls liegt, der etwa 1000°C beträgt. Im Interesse einer guten Herstellungsausbeute bei mehrschichtigen Verdrahtungssubstraten ist jedoch eine noch niedrigere Sintertemperatur wünschenswert. Die Rohplatte soll ihren Schrumpfprozeß bei einer möglichst niedrigen Temperatur beginnen, so daß die Schrumpfung möglichst mit der des verwendeten Metalls übereinstimmt, dessen Schrumpfungsprozeß bereits bei etwa 400°C beginnt. Bei dem genannten Verfahren besteht jedoch noch die Schwierigkeit, daß der Schrumpfungsprozeß der Rohplatte nicht bereits bei einer ausreichend niedrigen Temperatur beginnt. Wenn ferner die Rohplatten verwendet werden, um ein mehrschichtiges Verdrahtungssubstrat herzustellen, so werden oftmals Widerstände an den Rohplatten befestigt. Man strebt dann an, die Sintertemperatur der Rohplatte passend zu der des Widerstandes zu wählen, damit der Widerstand gleichzeitig mit den Leiterbahnen auf der Rohplatte geformt werden kann. Als Widerstände sind solche der RuO₂-Reihe besonders zuverlässig, jedoch liegt ihre Sintertemperatur optimal im Bereich vom 850 bis 900°C. Die Sintertemperatur der Rohplatte wird daher unter 900°C abgesenkt und liegt vorzugsweise im Bereich von 850 bis 900°C. Es ist ersichtlich, daß durch möglichst gut zueinander passende Anfangstemperaturen des Schrumpfprozesses bei Leiterbahnen, Widerständen und Rohplatten eine größere Freizügigkeit bei der Auslegung des Verdrahtungsmusters erreicht wird und eine größere Anzahl von Schichten in dem mehrschichtigen Verdrahtungssubstrat möglich ist.

Ein zusätzliches Problem, das bei dem obengenannten bekannten Verfahren auftritt, besteht darin, daß ein Schmelzen des Rohmaterials in einem Schmelztiegel bei etwa 1500°C erforderlich ist, so daß der Schmelztiegel vom sogenannten Platin-Typ sein muß, so daß kostenaufwendige Herstellungseinreichtungen benötigt werden.

In der US-PS 45 40 671 ist ein Produkt aus gesintertem Glaspulver beschrieben, bei dem ein Rohmaterial verwendet wird, das aus 57 bis 63 Gew.% SiO₂, 20 bis 28 Gew.% Al₂O₃, 10 bis 18 Gew.% MgO, 2 bis 6 Gew.% ZnO und 0,6 bis 6 Gew.% B₂O₄ und/oder P₂O₅ besteht. Dieses Rohmaterial wird bei einer Temperatur von 900 bis 1000°C gesintert, so daß darin mikrokristalline Cordierite, eine Quartz-Festlösung und Restanteile von Glas entstehen. Das Rohmaterial wird bei einer Temperatur von 1400 bis 1500°C geschmolzen, wofür ein relativ einfacher Schmelztiegel vom sogenannten Tontyp verwendet werden kann.

Da die Schmelztemperatur des Rohmaterials auf unter 1450°C eingestellt werden kann, können einfache Schmelztiegel verwendet werden, wodurch weniger aufwendige Herstellungsanlagen verwendbar sind. Bei diesem Verfahren tritt jedoch noch die Schwierigkeit auf, daß die Sintertemperatur des Keramik-Schichtsubstrats oberhalb 900°C liegt, so daß bei einem gleichzeitigen Sintern des Leiterbahnmusters aus einem Metall mit niedrigem Widerstand und des Widerstandsmusters mit den Rohplatten aus Glaspulver eine Ablösung, Verwerfung, Deformierung und dergleichen auftreten kann, so daß die Herstellungsausbeute gering ist und hoher Ausschuß anfällt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Produkt aus gesintertem Glaspulver zur Verfügung zu stellen, bei den die Schmelztemperatur des Rohmaterials auf weniger als 1450°C eingestellt werden kann, so daß einfache und nur geringe Kosten verursachende Schmelztiegel verwendet werden können, wobei ferner erreicht werden soll, daß ein Leiterbahnmuster aus einem Leitermaterial mit geringem elektrischen Widerstand, ein Widerstandsmuster und eine Rohplatte aus Glaspulver gleichzeitig gesintert werden können, wobei das Verhalten zwischen diesen Bestandteilen gut aufeinander abgestimmt ist, so daß eine geringe Ablösung, Verwerfung, Deformierung und dergleichen erreicht wird.

Gemäß der Erfindung wird dies mit einem Produkt aus gesintertem Glaspulver erreicht, bei dem ein Glaskeramikkörper aus einer zu Pulver verkleinerten Fritte gebildet wird, die aus einem geschmolzenen Glasmaterial hergestellt wird, das aus wenigstens SiO₂, Al₂O₃, MgO und B₂O₃ besteht, wobei die pulverförmige Fritte zu einer vorbestimmten Gestalt geformt und gesintert wird und wobei der Glaskeramikkörper eine Nenn-Zusammensetzung von 48 bis 63 Gew.% SiO₂, 10 bis 25 Gew.% Al₂O₃, 10 bis 25 Gew.% MgO und 4 bis 10 Gew.% B₂O₃ aufweist und eine Mikrostruktur aus einer primären kristallinen Phase von α-Cordieriten sowie eine sekundäre kristalline Phase aus Magnesium-Aluminum-Silikat (MgO · Al₂O₃ · 4SiO₂) enthält, die homogen in dem Glaskeramikkörper verteilt sind.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und aus der Zeichnung, auf Bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 als Graphik die Beziehung zwischen Temperatur und Schrumpfung des für die Leiterbahnen verwendeten, einen geringen elektrischen Widerstand aufweisenden Metalls, wobei die Kurve A für Gold und die Kurve B für eine Ag-Pd-Legierung (Ag: 80 Gew.%, Pd: 20 Gew.%) gilt; und

Fig. 2 eine Graphik, welche die Beziehung zwischen Temperatur und Schrumpfung bei einem Produkt aus gesintertem Glaspulver zeigt.

Unter dem Begriff "Glaskeramik-Körper", der für das Produkt aus gesintertem Glaspulver verwendet wird, ist ein Produkt zu verstehen, das neben Glas als nichtkristalliner Komponente zwei kristalline Komponenten enthält, die beim Sintern des Glaspulvers herausgelöst werden, nämlich α-Cordieriten und Magnesium-Aluminium-Silikat (MgO · Al₂O₃ · 4SiO₂).

In dem Produkt aus gesintertem Glaspulver gemäß der Erfindung wird ein Rohmaterial verwendet, das folgende Nennzusammensetzung aufweist:

48 Gew.% ≦ SiO₂ ≦ 63 Gew.%
10 Gew.% ≦ Al₂O₃ ≦ 25 Gew.%
10 Gew.% ≦ MgO ≦ 25 Gew.% und
 4 Gew.% ≦ B₂O₃ ≦ 10 Gew.%

Die Grundidee besteht darin, die benötigte Sintertemperatur des Materials erheblich zu reduzieren. Das gesinterte Produkt wird erhalten, nachdem das Rohmaterial geschmolzen und eine Fritte gebildet wurde, die Fritte zu feinem Pulver zermalmt wurde, dieses Pulver in eine vorbestimmte Gestalt geformt wurde, insbesondere in Blatt- oder Plattenform, und in dieser Gestalt die Sinterung vorgenommen wird.

Wenn die Bestandteile SiO₂, Al₂O₃, MgO und B₂O₃ in den oben angegebenen Bereichen liegen, beträgt die Sintertemperatur etwa 850°C und liegt auf jeden Fall niedriger als 900°C, wobei ein Produkt als unporöser kristalliner Körper erhalten wird. Der Glaskeramikkörper aus dem so gesinterten Glaspulver weist eine Mikrostruktur aus α-Cordieriten in primärer kristalliner Phase und Magnesium-Aluminium-Silikat (MgO · Al₂O₃ · 4SiO₂) als sekundäre kristalline Phase auf, die homogen in der Struktur verteilt sind. Da die primäre kristalline Phase Cordieriten enthält, wird eine niedrige Dielektrizitätskonstante bei erhöhter mechanischer Festigkeit erreicht.

Bei der Bildung einer Fritte aus dem Rohmaterial wird durch die Einstellung der Zusammensetzung innerhalb der oben angegebenen Bereiche eine Schmelztemperatur von etwa 1400°C und jedenfalls weniger als 1450°C erreicht, so daß ein Schmelztiegel oder Schmelzofen als Bestandteil der Produktionsanlagen verwendet werden kann, der vom sogenannten Ton-Typ ist, wodurch die Herstellungskosten erheblich vermindert werden.

Für die Zusammensetzung des Rohmaterials nach den oben angegebenen Bereichen sprechen folgende Gründe: Wenn der SiO₂-Bestandteil 63 Gew.% überschreitet, mangelt es dem Sinterprodukt an Dichte; wenn der Anteil unter 48 Gew.% liegt, steigt die Sintertemperatur für die Kristallisierung auf über 950°C an, so daß die Kristallisierunge bei einer Temperatur von weniger als 900°C unzureichend ist. Bei einem Al₂O₃-Anteil von mehr als 25 Gew.% steigt die Sintertemperatur für die Kristallisierung auf über 950°C an, so daß unterhalb von 900°C keine ausreichende Kristallisierung den Bestandteil von α-Cordieriten-Kristallen, während die Herauslösung von Kristallen der SiO₂-MgO- Reihe stärker wird, wodurch die Dielektrizitätskonstante zunimmt. Wenn der MgO-Anteil 25 Gew.% überschreitet, neigt das Sinterprodukt dazu, eine schaumartige Beschaffenheit anzunehmen, vermutlich aufgrund einer Herauslösung von Magnesium-Silikat, so daß es praktisch nicht brauchbar ist; bei einem Anteil von unter 10 Gew.% kann ein Sinterprodukt von hoher Dichte nur schwer erreicht werden. Bei einem B₂O₃-Anteil von mehr als 10 Gew.% nimmt die Glasphase zu und neigt zu einer schaumartigen Beschaffenheit, wobei der Sintertemperaturbereich für die Kristallisierung verschmälert wird und die mechanische Festigkeit des Produktes unzureichend ist, so daß es praktisch nicht verwendbar ist; bei einem Anteil von unter 4 Gew.% steigt die Schmelztemperatur auf über 1500°C an, so daß die Kristallisierung an der Oberflächenschicht des Glaspulvers sehr viel schneller als im restlichen Teil erfolgt, so daß eine unzureichende Dichte des Produktes erreicht wird.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird die Kristallisierung weiter gefördert, indem ein Keimbilder zugefügt wird. Als Keimbilder können verwendet werden: TiO₂, ZrO₂, MoO₃, P₂O₅ oder As₂O₃. Hiervon wird weniger als 5 Gew.% zugegeben, denn ein Anteil von mehr als 5 Gew.% führt zu einer plötzlichen Beschleunigung der Kristallisierung, so daß kein Sinterprodukt von hoher Dichte erreicht werden kann.

Es werden nun acht Ausführungsbeispiele beschrieben.

Als Rohmaterialkomponenten werden Oxide in der Zusammensetzung gemäß der folgenden Tabelle 1 in einen Ton-Schmelztiegel gegeben, der auf etwa 1400°C oder etwa 1450°C erhitzt wird, um das Gemisch zu schmelzen. Die Schmelze wird dann in Wasser eingebracht, um eine lichtdurchlässige Glasfritte zu erhalten, die anschließend in einer Kugelmühle mit Kugeln aus Aluminiumdioxid zu Glaspulver mit einer mittleren Korngröße von 1 bis 10 µm zermalmt wird. Anschließend werden unter Polybutyl-Methacrylat-Harz, Dibutylphthalat und Toluen das jeweils geeignete oder mehrere ausgesucht und dem zermalmten Glaspulver hinzugefügt, worauf unter Vakuum gemahlen und entschäumt wird, um einen Brei zu erhalten. Durch Anwendung eines Rakelverfahrens wird eine kontinuierliche trockene Bahn von 0,2 mm Dicke auf einer Folie gebildet, dann wird die trockene Bahn von der Folie abgelöst und vorgeformt, um Plattenrohlinge zu erhalten.

Anschließend werden in den Plattenrohlingen hindurchführende Löcher angebracht, und ein Leiterbahnmuster aus einem Metall mit niedrigem elektrischen Widerstand wird auf jedem Plattenrohling aufgebracht. Mehrere solche Plattenrohlinge werden dann aufeinandergestapelt und unter Druck geformt, um einen Formverbund herzustellen. Dieser Formverbund wird dann auf 500°C bei einer Erwärmungsrate von 150°C pro Stunde erhitzt und während 2 Stunden und 45 Minuten bei 500°C gehalten, um organische Stoffe aus den Plattenrohlingen zu verdrängen. Der Verbund wird dann auf die in Tabelle 1 angegebene Sintertemperatur bei einer Erwärmungsrate von 200°C pro Stunde erhitzt und während 3 Stunden auf der Sintertemperatur gehalten, damit die Plattenrohlinge zusammengesintert werden. Der Verbund wird dann auf 400°C mit einer Abkühlungsrate von 110°C pro Stunde abgekühlt und kann sich dann spontan abkühlen, wonach ein mehrschichtiges Verdrahtungssubstrat zur Verfügung steht.

Es werden nun weitere Beispiele 9 bis 13 beschrieben.

Im wesentlichen dieselben Verfahrensschritte wie bei den Beispielen 1 bis 8 werden durchgeführt, um mehrschichtige Verdrahtungssubstrate zu erhalten, jedoch werden die in der Tabelle 1 angegebenen Keimbilder hinzugefügt und mit den Oxiden der Zusammensetzung gemäß Tabelle 1 vermischt.

Als Vergleichsbeispiele 1 bis 3 werden Oxide mit der in Tabelle 1 angegebenen Zusammensetzung (nur Vergleichsbeispiel 3), unter Hinzufügung eines Keimbilders, vermischt, um ein Rohmaterial zu erhalten, das anschließend im wesentlichen denselben Verfahrensschritten unterworfen wird wie bei den Beispielen 1 bis 8, um mehrschichtige Verdrahtungssubstrate zu erhalten.

Bei den jeweiligen zuvor beschriebenen Beispielen wurden an den vielschichtigen Verdrahtungssubstraten die Feuchtigkeitsabsorption (Gew.%) und die Dielektrizitätskonstante bei der Meßfrequenz 1 MHz entsprechend den Vorschriften JIS C-2141 gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 ebenfalls angegeben. Das Auftreten oder Nichtauftreten von Verwerfungen in den Substraten nach dem Sintern ist ebenfalls angegeben, und zwar für den Fall, daß für die Herstellung des Leiterbahnmusters eine Au-Paste verwendet wird. Die Buchstaben VG bedeuten "sehr gut", der Buchstabe G bedeutet "gut" und der Buchstabe B bedeutet "schlecht". Unter "sehr gut" wird verstanden, daß keinerlei Verwerfung auftritt, unter "gut" wird verstanden, daß die Verwerfungen so gering sind, daß die Brauchbarkeit noch gewährleistet ist, während unter "schlecht" ein Ausschuß verstanden wird. In der Tabelle 1 sind schließlich auch die primäre kristalline Phase und die Schmelztemperatur der Rohmaterialien angegeben.

Wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist, wurde gefunden, daß bei den Beispielen 1 bis 13 die Sinterung bei Temperaturen unterhalb von 900°C eine Kristallisierung bei hoher Dichte erzeugt. Ferner ist ersichtlich, daß bei den Beispielen 1 bis 13 eine ausreichend kleine Dielektrizitätskonstante gegeben ist, damit die Gebrauchseigenschaften des Produktes nicht eingeschränkt werden, wobei keine beachtenswerte Verwerfung auftritt, die einen schädlichen Einfluß auf die Leiterbahnmuster hätte. Es wurde ferner gefunden, daß die Schmelztemperatur des Rohmaterials etwa 1400°C oder weniger beträgt, außer bei den Beispielen 3 und 4, bei denen die Temperatur 1450°C beträgt.

Bei den Vergleichsbeispielen 2 und 3 führt nur eine bei Temperaturen oberhalb von 950°C durchgeführte Sinterung zu einem Glaskeramikkörper von hoher Dichte, jedoch tritt eine starke Verwerfung auf, die zu einer Störung des Leiterbahnmusters führt.

Es wird nun auf die Fig. 1 und 2 Bezug genommen. Bei Gold beginnt der Schrumpfungsprozeß ab 400°C, während die Schrumpfung des Formverbundes nach Beispiel 2 beim Überschreiten von 700°C beginnt, wie die Kurve C in Fig. 2 zeigt. Bei dem Formverbund nach Vergleichsbeispiel 3 beginnt die Schrumpfung beim Überschreiten von 800°C, wie die Kurve D in Fig. 2 zeigt. Es ist daher leicht ersichtlich, daß bei Beispiel 2, weil dort die Schrumpfung bei einer Temperatur beginnt, die wesentlich niedriger liegt als im Vergleichsbeispiel 3, eine ausgezeichnete Anpassung der Schrumpfungsverhalten des Verbundes einerseits und des Leiterbahnmusters aus gut leitfähigem Metall erreicht wird.

Tabelle 1

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die Dielektrizitätskonstante abgesenkt werden, indem 3 bis 20 Gew.% (bezüglich MgO zu 100 angesetzt) Metalloxide wie BaO, SrO oder CaO für MgO substituiert werden, gemischt mit 10 bis 25 Gew.% des Rohmaterials aus den Bestandteilen SiO₂, Al₂O₃, MgO und B₂O₃. Um eine ausgezeichnete Kristallisierung zu erhalten, wird ein geeignet ausgewählter Keimbilder hinzugefügt. Durch Hinzufügen von weniger als 3 Gew.%, vorzugsweise 0,2 bis 2 Gew.%, eines Keimbilders wird ein α-Cordierite-Kristall in zuverlässiger Weise beim Sintern erhalten. Außer den oben angegebenen Keimbildern können auch SnO₂, Ta₂O₅, Nb₂O₅ oder As₂O₃ verwendet werden.

Wenn der Anteil des Ersatzoxids für MgO 20 Gew.% überschreitet, so ist der MgO-Bestandteil zu gering, und die Abscheidung von α-Cordierite-Kristallen wird zu gering, wodurch die elektrischen Eigenschaften verschlechtert werden. Wenn der Anteil des Ersatzoxids weniger als 3 Gew.% beträgt, so ergibt sich keine Verkleinerung der Dielektrizitätskonstante. Wie bereits erwähnt wurde, verursacht eine Zugabe des Keimbilders von mehr als 3 Gew.% eine zu hohe Kristallisationsgeschwindigkeit.

Bei den Beispielen 14 bis 27 wird als Ersatzoxid BaO, CaO oder SrO oder mehrere hiervon hinzugefügt, wie in der folgenden Tabelle 2 angegeben ist, wobei bei den meisten der Beispiele 16 bis 27 ein Keimbilder oder mehrere zu den Oxiden gemäß der Zusammensetzung nach Tabelle 2 hinzugefügt wurde, um ein Rohglasmaterial zu erhalten. Das so erhaltene Rohglasmaterial wird im wesentlichen in gleicher Weise verarbeitet wie bei den oben beschriebenen Beispielen 1 bis 8, um vielschichtige Verdrahtungssubstrate zu erhalten.

Die so erhaltenen Substrate werden bezüglich Feuchtigkeitsabsorption und Dielektrizitätskonstante ausgemessen, wie bei den Beispiele 1 bis 13, wobei die in der Tabelle angegebenen Symbole "VG" und "G" dieselbe Bedeutung wie in Tabelle 1 haben. Auch die kristalline Phase und die Schmelztemperatur des Rohmaterials sind in Tabelle 2 angegeben.

Wie aus Tabelle 2 ersichtlich ist, führt in den Beispielen 14 bis 27 eine Sintertemperatur von weniger als 900°C zu einer dichten Kristallisierung und ausgezeichneten Werten der Dielektrizitätskonstante. Die Werte sind bedeutend besser als bei den Beispielen 1 bis 13. In den Substraten tritt praktisch keinerlei Verwerfung auf, so daß die Qualität der Leiterbahnmuster nicht beeinträchtigt wird. Überdies beträgt die Schmelztemperatur des Rohmaterials weniger als etwa 1400°C, mit Ausnahme der Beispiele 23 und 27, wo sie 1450°C beträgt.

Tabelle 2

Claims (18)

1. Produkt aus gesintertem Glaspulver, mit einem Glaskeramikkörper aus einer zu Pulver zerkleinerten Fritte, die aus geschmolzenem Glasmaterial hergestellt wurde, das aus wenigstens SiO₂, Al₂O₃, MgO und B₂O₃ besteht, wobei die zu Pulver zerkleinerte Fritte in eine vorbestimmte Gestalt geformt und gesintert wurde, dadurch gekennzeichnet, daß der Glaskeramikkörper folgende Nennzusammensetzung aufweist: 48 bis 63 Gew.% SiO₂,
10 bis 25 Gew.% Al₂O₃,
10 bis 25 Gew.% MgO,
und 4 bis 10 Gew.% B₂O₃;und daß dieser Glaskeramikkörper eine Mikrostruktur aus einer primären kristallinen Phase von α-Cordieriten und eine sekundäre kristalline Phase aus Magnesium-Aluminium- Silikat (MgO · Al₂O₃ · 4SiO₂) enthält, die homogen in dem Glaskeramikkörper verteilt sind.

2. Sinterprodukt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sinterung zur Herstellung des Glaskeramikkörpers bei einer Temperatur von weniger als 900°C erfolgt ist.

3. Sinterprodukt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Glasmaterial bei einer Temperatur von weniger als 1400°C geschmolzen wurde.

4. Sinterprodukt nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Bestandteil MgO 3 bis 20 Gew.%, bezogen auf 100% MgO, substituiert sind durch ein Erdalkali-Metalloxid.

5. Sinterprodukt nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Erdalkali-Metalloxid ausgewählt ist aus der Gruppe die aus BaO, SrO und CaO besteht.

6. Sinterprodukt nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Glasmaterial ein Keimbilder hinzugefügt ist.

7. Sinterprodukt nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Keimbilder einer oder mehrere der folgenden Stoffe verwendet werden: TiO₂, ZrO₂, MoO₃, P₂O₅, As₂O₃, SnO₂, Ta₂O₅ und Nb₂O₅.

8. Sinterprodukt nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß weniger als 5% des Keimbilders hinzugefügt werden.

9. Sinterprodukt nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Keimbilder hinzugefügt ist.

10. Sinterprodukt nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Keimbilder aus der folgenden Gruppe in einem Anteil von weniger als 3 Gew.% hinzugegeben werden: TiO₂, ZrO₂, MoO₃, P₂O₅, As₂O₃, SnO₂, Ta₂O₅ und Nb₂O₅.

11. Sinterprodukt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Sinterung das Material als Glaspulver mit einer Korngröße von 1 bis 10 µm vorliegt.

12. Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Verdrahtungssubstrats aus einem gesinterten Glaspulver- Produkt, dadurch gekennzeichnet, daß folgende Verfahrensschritte ausgeführt werden: eine Fritte wird hergestellt, indem Oxide in folgender Nennzusammensetzung gemischt und geschmolzen werden: 48 bis 63 Gew.% SiO₂, 10 bis 25 Gew.% Al₂O₃, 10 bis 25 Gew.% MgO und 4 bis 10 Gew.% B₂O₃; daß ein Brei gebildet wird, indem die Fritte zu Glaspulver zermalmt wird und ein Gemisch des Glaspulvers und einem diesem hinzugefügten organischen Binder gemahlen wird; ein Formteil wird gebildet, indem Rohplatten aus dem Brei hergestellt werden; die Rohplatten werden mit Leiterbahnen bzw. Leiterbahnmustern oder dergleichen versehen; mehrere derartige mit Leiterbahnmustern versehene Rohplatten werden aufeinandergestapelt und einem Formungsprozeß unterzogen; das so erhaltene Formteil wird erhitzt, um die Rohplatten zu sintern, wobei der organische Binder entfernt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Formteil auf 500°C bei einer Erwärmungsrate von 150°C pro Stunde zur Entfernung des organischen Binders erhitzt wird und daß anschließend dieses Teil bei einer Erwärmungsrate von 200°C pro Stunde zum Sintern erhitzt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Formteil nach der Erhitzung bei einer Abkühlrate von 110°C pro Stunde auf 400°C abgekühlt und anschließend spontan abgekühlt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die gemischten Oxide in einem Ton-Schmelztiegel geschmolzen werden.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmelzen der Oxide in dem Ton-Schmelztiegel bei einer Temperatur von weniger 1400°C durchgeführt wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Glaspulver eine mittlere Korngröße von 1 bis 10 µm aufweist.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Formteil zum Sintern auf eine Temperatur von weniger als 900°C erhitzt wird.