JP2000207938A - 絶縁性ガラスペ―スト及び厚膜回路部品 - Google Patents
絶縁性ガラスペ―スト及び厚膜回路部品Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 クラック発生率が低く、信頼性に優れたオー
バーグレーズ層を形成できる絶縁性ガラスペーストを提
供すること。 【解決手段】 絶縁性セラミック基板上にオーバーグレ
ーズ層を形成するための絶縁性ガラスペーストであっ
て、焼成後の破壊靭性強度が１．０ＭＮ／ｍ3/2以上で
ある、絶縁性ガラスペースト。
バーグレーズ層を形成できる絶縁性ガラスペーストを提
供すること。 【解決手段】 絶縁性セラミック基板上にオーバーグレ
ーズ層を形成するための絶縁性ガラスペーストであっ
て、焼成後の破壊靭性強度が１．０ＭＮ／ｍ3/2以上で
ある、絶縁性ガラスペースト。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、オーバーグレーズ
層を形成するための絶縁性ガラスペースト、及び、この
絶縁性ガラスペーストを用いた厚膜回路部品に関するも
のである。
層を形成するための絶縁性ガラスペースト、及び、この
絶縁性ガラスペーストを用いた厚膜回路部品に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】ハイブリッドＩＣ等の厚膜回路部品にお
いて、絶縁性基板上に厚膜導体や厚膜抵抗体などの厚膜
パターンを形成する技術は、厚膜形成技術として実用化
されており、特に、厚膜導体や厚膜抵抗体の小型化、微
細化を目的として、スクリーン印刷を利用した手法が多
用されている。
いて、絶縁性基板上に厚膜導体や厚膜抵抗体などの厚膜
パターンを形成する技術は、厚膜形成技術として実用化
されており、特に、厚膜導体や厚膜抵抗体の小型化、微
細化を目的として、スクリーン印刷を利用した手法が多
用されている。
【０００３】ここで、図４を参照に、厚膜形成技術を利
用した厚膜多層回路部品の一例を説明する。
用した厚膜多層回路部品の一例を説明する。
【０００４】アルミナ等の絶縁性基板１１を用いてなる
厚膜多層回路部品２０において、絶縁性基板１１上に
は、配線となる複数の第１厚膜導体１２がスクリーン印
刷法により印刷されており、第１厚膜導体１２の上に
は、ガラスを主成分とする層間絶縁膜１３が形成されて
いる。さらに、層間絶縁膜１３上には、配線となる複数
の第２厚膜導体１４が印刷されており、第２厚膜導体１
４の一部には、厚膜抵抗体１５が設けられている。そし
て、最上層には厚膜導体１４及び厚膜抵抗体１５の保護
を目的としたオーバーグレーズ層（保護用絶縁ガラス
層）１６が形成されている。
厚膜多層回路部品２０において、絶縁性基板１１上に
は、配線となる複数の第１厚膜導体１２がスクリーン印
刷法により印刷されており、第１厚膜導体１２の上に
は、ガラスを主成分とする層間絶縁膜１３が形成されて
いる。さらに、層間絶縁膜１３上には、配線となる複数
の第２厚膜導体１４が印刷されており、第２厚膜導体１
４の一部には、厚膜抵抗体１５が設けられている。そし
て、最上層には厚膜導体１４及び厚膜抵抗体１５の保護
を目的としたオーバーグレーズ層（保護用絶縁ガラス
層）１６が形成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、厚膜多層回
路部品２０では、絶縁性基板１１、厚膜導体１４、厚膜
抵抗体１５又は層間絶縁膜１３と、オーバーグレーズ層
１６との熱膨張係数の違いによって、厚膜導体１４のエ
ッジ部や、厚膜抵抗体１５との重なり部等でオーバーグ
レーズ層１６にクラック１７が発生することがある。オ
ーバーグレーズ層１６にクラック１７が発生すると、厚
膜導体１４や厚膜抵抗体１５に外気が接触して、厚膜導
体１４の導電性が劣化したり、厚膜抵抗体１５の抵抗値
が変動したりして、厚膜多層回路部品２０の信頼性が低
下する場合がある。
路部品２０では、絶縁性基板１１、厚膜導体１４、厚膜
抵抗体１５又は層間絶縁膜１３と、オーバーグレーズ層
１６との熱膨張係数の違いによって、厚膜導体１４のエ
ッジ部や、厚膜抵抗体１５との重なり部等でオーバーグ
レーズ層１６にクラック１７が発生することがある。オ
ーバーグレーズ層１６にクラック１７が発生すると、厚
膜導体１４や厚膜抵抗体１５に外気が接触して、厚膜導
体１４の導電性が劣化したり、厚膜抵抗体１５の抵抗値
が変動したりして、厚膜多層回路部品２０の信頼性が低
下する場合がある。
【０００６】本発明は、上述した課題を解決するもので
あり、その目的は、オーバーグレーズ層を形成するため
のものであって、当該オーバーグレーズ層にクラックが
発生しにくい絶縁性ガラスペーストを提供することにあ
る。
あり、その目的は、オーバーグレーズ層を形成するため
のものであって、当該オーバーグレーズ層にクラックが
発生しにくい絶縁性ガラスペーストを提供することにあ
る。
【０００７】本発明のさらに他の目的は、オーバーグレ
ーズ層におけるクラックの発生が抑えられ、信頼性の高
い厚膜回路部品を提供することにある。
ーズ層におけるクラックの発生が抑えられ、信頼性の高
い厚膜回路部品を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者は、オーバーグ
レーズ層の熱膨張係数やヤング率、ビッカース硬度な
ど、絶縁性ガラスペーストの特性とクラックの発生率と
について鋭意検討を重ねた結果、焼成後の破壊靭性強度
（Ｋ1C）とクラック発生率とに著しい関連があることを
見出した。
レーズ層の熱膨張係数やヤング率、ビッカース硬度な
ど、絶縁性ガラスペーストの特性とクラックの発生率と
について鋭意検討を重ねた結果、焼成後の破壊靭性強度
（Ｋ1C）とクラック発生率とに著しい関連があることを
見出した。
【０００９】即ち、本発明は、オーバーグレーズ層を形
成するための絶縁性ガラスペーストであって、焼成後の
破壊靭性強度が１．０ＭＮ／ｍ3/2以上であることを特
徴とする絶縁性ガラスペーストに係るものである。
成するための絶縁性ガラスペーストであって、焼成後の
破壊靭性強度が１．０ＭＮ／ｍ3/2以上であることを特
徴とする絶縁性ガラスペーストに係るものである。
【００１０】また、本発明の絶縁性ガラスペーストにお
いて、前記絶縁性ガラスペーストは、非晶質ガラス粉末
と金属酸化物粉末と有機ビヒクルとを混合してなること
を特徴とする。
いて、前記絶縁性ガラスペーストは、非晶質ガラス粉末
と金属酸化物粉末と有機ビヒクルとを混合してなること
を特徴とする。
【００１１】また、本発明の絶縁性ガラスペーストにお
いて、前記絶縁性ガラスペーストは、結晶化ガラス粉末
と有機ビヒクルとを混合してなることを特徴とする。
いて、前記絶縁性ガラスペーストは、結晶化ガラス粉末
と有機ビヒクルとを混合してなることを特徴とする。
【００１２】また、本発明の絶縁性ガラスペーストにお
いて、前記絶縁性ガラスペーストは、結晶化ガラス粉末
と金属酸化物粉末と有機ビヒクルとを混合してなること
を特徴とする。
いて、前記絶縁性ガラスペーストは、結晶化ガラス粉末
と金属酸化物粉末と有機ビヒクルとを混合してなること
を特徴とする。
【００１３】また、本発明は、基板上に設けられた厚膜
抵抗体及び／又は厚膜導体を保護するためにオーバーグ
レーズ層が形成されている厚膜回路部品において、前記
オーバーグレーズ層が、上述した本発明の絶縁性ガラス
ペーストの焼成によって形成されていることを特徴とす
る厚膜回路部品を提供するものである。
抵抗体及び／又は厚膜導体を保護するためにオーバーグ
レーズ層が形成されている厚膜回路部品において、前記
オーバーグレーズ層が、上述した本発明の絶縁性ガラス
ペーストの焼成によって形成されていることを特徴とす
る厚膜回路部品を提供するものである。
【００１４】本発明の絶縁性ガラスペーストによれば、
絶縁性ガラスペーストの焼成後の破壊靭性強度が１．０
ＭＮ／ｍ3/2以上であるので、即ち、破壊靭性強度が
１．０ＭＮ／ｍ3/2以上のオーバーグレーズ層を形成で
きるので、厚膜導体や厚膜抵抗体等との熱膨張係数の差
を十分に吸収し、クラックの発生を抑えたオーバーグレ
ーズ層を形成できる。
絶縁性ガラスペーストの焼成後の破壊靭性強度が１．０
ＭＮ／ｍ3/2以上であるので、即ち、破壊靭性強度が
１．０ＭＮ／ｍ3/2以上のオーバーグレーズ層を形成で
きるので、厚膜導体や厚膜抵抗体等との熱膨張係数の差
を十分に吸収し、クラックの発生を抑えたオーバーグレ
ーズ層を形成できる。
【００１５】また、本発明の厚膜回路部品によれば、前
記オーバーグレーズ層が本発明の絶縁性ガラスペースト
の焼成によって形成されているので、オーバーグレーズ
層の焼成時や厚膜回路部品の動作時においても、オーバ
ーグレーズ層におけるクラックの発生が十分に抑えら
れ、信頼性の高い厚膜回路部品が得られる。
記オーバーグレーズ層が本発明の絶縁性ガラスペースト
の焼成によって形成されているので、オーバーグレーズ
層の焼成時や厚膜回路部品の動作時においても、オーバ
ーグレーズ層におけるクラックの発生が十分に抑えら
れ、信頼性の高い厚膜回路部品が得られる。
【００１６】
【発明の実施の形態】まず、本発明の絶縁性ガラスペー
ストにおける破壊靭性強度の限定理由を説明する。
ストにおける破壊靭性強度の限定理由を説明する。
【００１７】図１に示すように、オーバーグレーズ層に
おける破壊靭性強度（Ｋ1C）とクラック発生率とには著
しく関連性があり、破壊靭性強度１．０ＭＮ／ｍ3/2を
境にオーバーグレーズ層におけるクラック発生率は大き
く変化する。即ち、破壊靭性強度が１．０ＭＮ／ｍ3/2
以上であるとオーバーグレーズ層におけるクラック発生
率は極めて低下する。なお、クラック発生率がほぼゼロ
になることから、前記破壊靭性強度は１．２ＭＮ／ｍ
3/2以上であることが望ましい。
おける破壊靭性強度（Ｋ1C）とクラック発生率とには著
しく関連性があり、破壊靭性強度１．０ＭＮ／ｍ3/2を
境にオーバーグレーズ層におけるクラック発生率は大き
く変化する。即ち、破壊靭性強度が１．０ＭＮ／ｍ3/2
以上であるとオーバーグレーズ層におけるクラック発生
率は極めて低下する。なお、クラック発生率がほぼゼロ
になることから、前記破壊靭性強度は１．２ＭＮ／ｍ
3/2以上であることが望ましい。
【００１８】これは、非晶質ガラス粉末と金属酸化物粉
末と有機ビヒクルとを混合してなる絶縁性ガラスペース
トでオーバーグレーズ層を形成する場合、クラック先端
のエネルギーが、ガラスと金属酸化物粉末との界面で吸
収されるためであると考えられる。
末と有機ビヒクルとを混合してなる絶縁性ガラスペース
トでオーバーグレーズ層を形成する場合、クラック先端
のエネルギーが、ガラスと金属酸化物粉末との界面で吸
収されるためであると考えられる。
【００１９】また、結晶化ガラス粉末と有機ビヒクルと
を混合してなる絶縁性ガラスペーストでオーバーグレー
ズ層を形成する場合は、オーバーグレーズ層中の結晶化
ガラス部分（微結晶粒）が前述の金属酸化物粉末と同様
の作用を奏し、クラック先端のエネルギーが、ガラスと
微結晶粒との界面で吸収されるためであると考えられ
る。
を混合してなる絶縁性ガラスペーストでオーバーグレー
ズ層を形成する場合は、オーバーグレーズ層中の結晶化
ガラス部分（微結晶粒）が前述の金属酸化物粉末と同様
の作用を奏し、クラック先端のエネルギーが、ガラスと
微結晶粒との界面で吸収されるためであると考えられ
る。
【００２０】さらに、結晶化ガラス粉末と金属酸化物粉
末と有機ビヒクルとを混合してなる絶縁性ガラスペース
トでオーバーグレーズ層を形成する場合、クラック先端
のエネルギーは、ガラスと金属酸化物粉末との界面で吸
収されると共に、ガラスと微結晶粒との界面でも吸収さ
れるためであると考えられる。
末と有機ビヒクルとを混合してなる絶縁性ガラスペース
トでオーバーグレーズ層を形成する場合、クラック先端
のエネルギーは、ガラスと金属酸化物粉末との界面で吸
収されると共に、ガラスと微結晶粒との界面でも吸収さ
れるためであると考えられる。
【００２１】なお、本発明の絶縁性ガラスペーストにお
いて、前記金属酸化物粉末としては、アルミナ、ジルコ
ニア、チタニア、マグネシアなどの単一の金属酸化物粉
末や、フォルステライト、ステアタイト、ジルコンなど
の複合金属酸化物粉末を好適に使用できる。また、非晶
質ガラス粉末や結晶化ガラス粉末についても種々の材料
を適用できる。
いて、前記金属酸化物粉末としては、アルミナ、ジルコ
ニア、チタニア、マグネシアなどの単一の金属酸化物粉
末や、フォルステライト、ステアタイト、ジルコンなど
の複合金属酸化物粉末を好適に使用できる。また、非晶
質ガラス粉末や結晶化ガラス粉末についても種々の材料
を適用できる。
【００２２】また、オーバーグレーズ層の破壊靭性強度
を増加させる方法としては、上述したように、非晶質ガ
ラス粉末に金属酸化物粉末を混合させた絶縁性ガラスペ
ーストを用いる方法や、ガラス自体を結晶化させること
により、あたかも金属酸化物粉末を均一に分散さたよう
にして金属酸化物粉末を含む場合と同様の効果を期待す
る方法など、種々の方法が考えられる。即ち、本発明の
絶縁性ガラスペーストにおいては、焼成後の絶縁性ガラ
スペースト、即ちオーバーグレーズ層の破壊靭性強度を
１．０ＭＮ／ｍ3/2以上に設定する方法は問わない。
を増加させる方法としては、上述したように、非晶質ガ
ラス粉末に金属酸化物粉末を混合させた絶縁性ガラスペ
ーストを用いる方法や、ガラス自体を結晶化させること
により、あたかも金属酸化物粉末を均一に分散さたよう
にして金属酸化物粉末を含む場合と同様の効果を期待す
る方法など、種々の方法が考えられる。即ち、本発明の
絶縁性ガラスペーストにおいては、焼成後の絶縁性ガラ
スペースト、即ちオーバーグレーズ層の破壊靭性強度を
１．０ＭＮ／ｍ3/2以上に設定する方法は問わない。
【００２３】ところで、オーバーグレーズ層の破壊靭性
強度を上述した値に設定するためには、絶縁性ガラスペ
ーストの種類や組成比の選択もその要素の一つである
が、焼成プロファイルの選択も重要な要素である。例え
ば、絶縁性ガラスペーストを焼成した後の冷却スピード
を低下させると、得られるオーバーグレーズ層の破壊靭
性強度が大きく向上する。これは、冷却スピードの低下
によって、ガラスの内部応力が緩和されるためであると
考えられる。また、焼成温度を低下させるとガラスの焼
結が不十分になって硬度は低下するが、破壊靭性強度は
大きく向上すると考えられる。その他、オーバーグレー
ズ層の破壊靭性強度は焼結時間（ピーク時間）にも依存
すると考えられる。
強度を上述した値に設定するためには、絶縁性ガラスペ
ーストの種類や組成比の選択もその要素の一つである
が、焼成プロファイルの選択も重要な要素である。例え
ば、絶縁性ガラスペーストを焼成した後の冷却スピード
を低下させると、得られるオーバーグレーズ層の破壊靭
性強度が大きく向上する。これは、冷却スピードの低下
によって、ガラスの内部応力が緩和されるためであると
考えられる。また、焼成温度を低下させるとガラスの焼
結が不十分になって硬度は低下するが、破壊靭性強度は
大きく向上すると考えられる。その他、オーバーグレー
ズ層の破壊靭性強度は焼結時間（ピーク時間）にも依存
すると考えられる。
【００２４】次に、図２を参照に、本発明の厚膜回路部
品による厚膜多層回路基板を説明する。
品による厚膜多層回路基板を説明する。
【００２５】厚膜多層回路基板１０においては、アルミ
ナ等の絶縁性基板１上に、各種配線となる複数の第１厚
膜導体２を有しており、第１厚膜導体２上には、ガラス
を主成分とする層間絶縁膜（アンダーグレーズ層）３が
形成されている。さらに、層間絶縁膜３上には、各種配
線となる複数の第２厚膜導体４が形成されており、第２
厚膜導体４の一部には、厚膜抵抗体５が設けられてい
る。そして、最上層には、厚膜導体４及び厚膜抵抗体５
を保護することを目的としたオーバーグレーズ層（保護
用絶縁ガラス層）６が形成されている。
ナ等の絶縁性基板１上に、各種配線となる複数の第１厚
膜導体２を有しており、第１厚膜導体２上には、ガラス
を主成分とする層間絶縁膜（アンダーグレーズ層）３が
形成されている。さらに、層間絶縁膜３上には、各種配
線となる複数の第２厚膜導体４が形成されており、第２
厚膜導体４の一部には、厚膜抵抗体５が設けられてい
る。そして、最上層には、厚膜導体４及び厚膜抵抗体５
を保護することを目的としたオーバーグレーズ層（保護
用絶縁ガラス層）６が形成されている。
【００２６】厚膜多層回路基板１０は、例えば次のよう
な手順で作製される。まず、絶縁性基板１上に導電性ペ
ーストをスクリーン印刷することによって第１厚膜導体
２を形成し、次いで、絶縁性ガラスペーストをスクリー
ン印刷やスピンコート等することによって層間絶縁膜３
を形成する。次いで、層間絶縁膜３上に導電性ペースト
をスクリーン印刷することによって第２厚膜導体４を形
成した後、抵抗体用ペーストをスクリーン印刷して厚膜
抵抗体５を形成する。そして、最後に、本発明の絶縁性
ガラスペーストをスクリーン印刷又はスピンコートして
オーバーグレーズ層６を形成した後、所定の焼成条件に
て焼成する。
な手順で作製される。まず、絶縁性基板１上に導電性ペ
ーストをスクリーン印刷することによって第１厚膜導体
２を形成し、次いで、絶縁性ガラスペーストをスクリー
ン印刷やスピンコート等することによって層間絶縁膜３
を形成する。次いで、層間絶縁膜３上に導電性ペースト
をスクリーン印刷することによって第２厚膜導体４を形
成した後、抵抗体用ペーストをスクリーン印刷して厚膜
抵抗体５を形成する。そして、最後に、本発明の絶縁性
ガラスペーストをスクリーン印刷又はスピンコートして
オーバーグレーズ層６を形成した後、所定の焼成条件に
て焼成する。
【００２７】厚膜多層回路基板１０において、オーバー
グレーズ層６は本発明の絶縁性ガラスペーストの焼成に
よって形成されており、１．０ＭＮ／ｍ3/2以上の破壊
靭性強度を有しているので、厚膜導体４とオーバーグレ
ーズ層６との間、厚膜抵抗体５とオーバーグレーズ層６
との間等で熱膨張係数がそれぞれ異なっていても、オー
バーグレーズ層６におけるクラック発生が十分に抑制さ
れる。つまり、外気、特に湿気等に侵されて、厚膜導体
４の導電性が劣化したり、厚膜抵抗体５の抵抗値が変動
することが少なく、信頼性の高い厚膜回路部品が得られ
る。
グレーズ層６は本発明の絶縁性ガラスペーストの焼成に
よって形成されており、１．０ＭＮ／ｍ3/2以上の破壊
靭性強度を有しているので、厚膜導体４とオーバーグレ
ーズ層６との間、厚膜抵抗体５とオーバーグレーズ層６
との間等で熱膨張係数がそれぞれ異なっていても、オー
バーグレーズ層６におけるクラック発生が十分に抑制さ
れる。つまり、外気、特に湿気等に侵されて、厚膜導体
４の導電性が劣化したり、厚膜抵抗体５の抵抗値が変動
することが少なく、信頼性の高い厚膜回路部品が得られ
る。
【００２８】なお、前記絶縁性基板はアルミナ基板に限
定されるものではなく、ＢａＯ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系
の低温焼結ガラスセラミック基板など種々の絶縁性基
板、特に絶縁性セラミック基板を用いてよい。また、本
発明の厚膜回路部品において、前記基板としては、絶縁
性セラミック基板の他、チタン酸バリウム等の誘電体セ
ラミック基板やフェライト等の磁性体セラミック基板を
適用できる。また、前記絶縁性基板にはコンデンサやコ
イルなどの受動部品が内層されていてもよく、絶縁性基
板表面にはＩＣチップなどの実装部品が搭載されていて
もよい。
定されるものではなく、ＢａＯ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系
の低温焼結ガラスセラミック基板など種々の絶縁性基
板、特に絶縁性セラミック基板を用いてよい。また、本
発明の厚膜回路部品において、前記基板としては、絶縁
性セラミック基板の他、チタン酸バリウム等の誘電体セ
ラミック基板やフェライト等の磁性体セラミック基板を
適用できる。また、前記絶縁性基板にはコンデンサやコ
イルなどの受動部品が内層されていてもよく、絶縁性基
板表面にはＩＣチップなどの実装部品が搭載されていて
もよい。
【００２９】また、本発明の厚膜印刷部品は、ハイブリ
ッドＩＣ等の厚膜多層回路基板の他、チップ抵抗体、チ
ップコイル等種々の電子部品であってもよい。即ち、チ
ップ抵抗体やチップコイル等におけるオーバーグレーズ
層（最上層に設けられる保護膜）として、本発明の絶縁
性ガラスペーストを用いることができる。
ッドＩＣ等の厚膜多層回路基板の他、チップ抵抗体、チ
ップコイル等種々の電子部品であってもよい。即ち、チ
ップ抵抗体やチップコイル等におけるオーバーグレーズ
層（最上層に設けられる保護膜）として、本発明の絶縁
性ガラスペーストを用いることができる。
【００３０】また、前記厚膜導体は、銅、銀、金、パラ
ジウム等の種々の導体材料を主成分とする導電性ペース
トの印刷、焼き付け等によって形成でき、前記厚膜抵抗
体は、ホウ化ランタン等の種々の抵抗材料を主成分とす
る抵抗体用ペーストを印刷、焼き付け等することによっ
て形成できる。
ジウム等の種々の導体材料を主成分とする導電性ペース
トの印刷、焼き付け等によって形成でき、前記厚膜抵抗
体は、ホウ化ランタン等の種々の抵抗材料を主成分とす
る抵抗体用ペーストを印刷、焼き付け等することによっ
て形成できる。
【００３１】
【実施例】以下、本発明を具体的な実施例について説明
する。
する。
【００３２】実施例１ 下記の組成を有する非晶質ガラス粉末に、金属酸化物と
して平均粒径（Ｄ50）２．５μｍのアルミナ粉末を加え
たものに、エチルセルロースをα−ターピネオールに溶
解させた有機ビヒクルを、（ガラス粉末と金属酸化物粉
末との混合粉末）／（有機ビヒクル）＝８０／２０の重
量比で混合して、絶縁性ガラスペーストを作製した。
して平均粒径（Ｄ50）２．５μｍのアルミナ粉末を加え
たものに、エチルセルロースをα−ターピネオールに溶
解させた有機ビヒクルを、（ガラス粉末と金属酸化物粉
末との混合粉末）／（有機ビヒクル）＝８０／２０の重
量比で混合して、絶縁性ガラスペーストを作製した。
【００３３】他方、アルミナからなる絶縁性基板１上に
導体ペーストを印刷して厚さ約２０μｍの第１厚膜導体
２を形成し、次いで、市販の絶縁性ペーストを印刷して
層間絶縁膜３を形成し、さらに、導体ペーストで厚さ約
２０μの第２厚膜導体４、抵抗体用ペーストで厚膜抵抗
体５を順次形成したものに、上述の絶縁性ガラスペース
トをスクリーン印刷法で印刷することによって焼成後の
厚さ約１０μｍのオーバーグレーズ層６となる絶縁性ガ
ラスペースト層を形成して、図２に示したような厚膜多
層回路基板１０を作成した。なお、その焼成は、焼成温
度範囲４６０℃〜５２０℃、焼成時間１０分の条件でト
ンネル炉を用いて焼成した。
導体ペーストを印刷して厚さ約２０μｍの第１厚膜導体
２を形成し、次いで、市販の絶縁性ペーストを印刷して
層間絶縁膜３を形成し、さらに、導体ペーストで厚さ約
２０μの第２厚膜導体４、抵抗体用ペーストで厚膜抵抗
体５を順次形成したものに、上述の絶縁性ガラスペース
トをスクリーン印刷法で印刷することによって焼成後の
厚さ約１０μｍのオーバーグレーズ層６となる絶縁性ガ
ラスペースト層を形成して、図２に示したような厚膜多
層回路基板１０を作成した。なお、その焼成は、焼成温
度範囲４６０℃〜５２０℃、焼成時間１０分の条件でト
ンネル炉を用いて焼成した。
【００３４】＜非晶質ガラス粉末の組成（モル比）＞ ＳｉＯ2 ８．１２ Ｂ2Ｏ3 ２８．０７ Ａｌ2Ｏ3 １２．２０ ＢａＯ ２．１１ ＰｂＯ ３２．７９ ＺｎＯ ２６．６６ また、非晶質ガラス粉末は、上記組成の前駆物質（Ｂ2
Ｏ3はＨ3ＢＯ3、Ａｌ2Ｏ3はＡｌ（ＯＨ）3、ＢａＯはＢ
ａＣＯ3、ＰｂＯはＰｂ3Ｏ4）をそれぞれ混合し、１０
００℃〜１２００℃で白金るつぼ中で溶解、急冷し、さ
らにボールミルで平均粒径約１．５μｍまで粉砕するこ
とによって作製した。
Ｏ3はＨ3ＢＯ3、Ａｌ2Ｏ3はＡｌ（ＯＨ）3、ＢａＯはＢ
ａＣＯ3、ＰｂＯはＰｂ3Ｏ4）をそれぞれ混合し、１０
００℃〜１２００℃で白金るつぼ中で溶解、急冷し、さ
らにボールミルで平均粒径約１．５μｍまで粉砕するこ
とによって作製した。
【００３５】得られた厚膜多層回路基板について、オー
バーグレーズ層の破壊靭性強度（Ｋ1C）とクラック発生
率を測定した。その測定結果を下記表１及び図１に示
す。また、絶縁性ガラスペーストにおけるアルミナの添
加量、並びに、絶縁性ガラスペーストの焼成温度を併せ
て表１に示す。
バーグレーズ層の破壊靭性強度（Ｋ1C）とクラック発生
率を測定した。その測定結果を下記表１及び図１に示
す。また、絶縁性ガラスペーストにおけるアルミナの添
加量、並びに、絶縁性ガラスペーストの焼成温度を併せ
て表１に示す。
【００３６】なお、破壊靭性強度Ｋ1Cは、ビッカース硬
度をＨ、ヤング率をＥ、ビッカース圧子の半径をａ、ビ
ッカース圧子を取り除いた直後のクラック長さをＣ0と
して、 Ｋ1C＝0.028（Ｃ0ａ）-3/2（Ｈ／Ｅ）-1/2（Ｈ・
ａ1/2） に従い算出した。
度をＨ、ヤング率をＥ、ビッカース圧子の半径をａ、ビ
ッカース圧子を取り除いた直後のクラック長さをＣ0と
して、 Ｋ1C＝0.028（Ｃ0ａ）-3/2（Ｈ／Ｅ）-1/2（Ｈ・
ａ1/2） に従い算出した。
【００３７】
【表１】
【００３８】表１及び図１から分かるように、破壊靭性
強度はアルミナ粉末の添加量や焼成温度に依存してお
り、アルミナ粉末添加量の増加と焼成温度の低下で、破
壊靭性強度は増加した。また、破壊靭性強度が１．０
（ＭＮ／ｍ3/2）以上で実用的レベルまでクラック発生
率が低下した。
強度はアルミナ粉末の添加量や焼成温度に依存してお
り、アルミナ粉末添加量の増加と焼成温度の低下で、破
壊靭性強度は増加した。また、破壊靭性強度が１．０
（ＭＮ／ｍ3/2）以上で実用的レベルまでクラック発生
率が低下した。
【００３９】具体的には、例４と例５を比較して分かる
ように、焼成温度が低くなると破壊靭性強度が向上し
た。また、例２、例４及び例６とを比較して分かるよう
に、アルミナ粉末の添加量が多くなるほど破壊靭性強度
が向上した。但し、例２と例３を比較して分かるよう
に、単に焼成温度を低下させただけでは、所望の破壊靭
性強度が得られないことがあり、金属酸化物の添加量な
ど種々のパラメータが必要であることが分かる。また、
例１から分かるように、非晶質ガラスのみを有機ビヒク
ルに混合してなる絶縁性ガラスペーストでは、十分な破
壊靭性強度が得られなかった。
ように、焼成温度が低くなると破壊靭性強度が向上し
た。また、例２、例４及び例６とを比較して分かるよう
に、アルミナ粉末の添加量が多くなるほど破壊靭性強度
が向上した。但し、例２と例３を比較して分かるよう
に、単に焼成温度を低下させただけでは、所望の破壊靭
性強度が得られないことがあり、金属酸化物の添加量な
ど種々のパラメータが必要であることが分かる。また、
例１から分かるように、非晶質ガラスのみを有機ビヒク
ルに混合してなる絶縁性ガラスペーストでは、十分な破
壊靭性強度が得られなかった。
【００４０】実施例２ 結晶化ガラス粉末と複合金属酸化物粉末と有機ビヒクル
とを混合してなる絶縁性ガラスペーストをオーバーグレ
ーズ層の形成に用いて、実施例１と同様の厚膜多層回路
基板を作製した。但し、本実施例で用いた絶縁性ガラス
ペーストは、結晶化ガラス粉末として市販のＡＰ−５５
５１（旭ガラス社製）、複合金属酸化物粉末として平均
粒径２．０μｍのフォルステライト粉末を用い、これを
実施例１と同様の有機ビヒクルと共に混合したものであ
る。
とを混合してなる絶縁性ガラスペーストをオーバーグレ
ーズ層の形成に用いて、実施例１と同様の厚膜多層回路
基板を作製した。但し、本実施例で用いた絶縁性ガラス
ペーストは、結晶化ガラス粉末として市販のＡＰ−５５
５１（旭ガラス社製）、複合金属酸化物粉末として平均
粒径２．０μｍのフォルステライト粉末を用い、これを
実施例１と同様の有機ビヒクルと共に混合したものであ
る。
【００４１】得られた厚膜回路部品について、実施例１
と同様に、オーバーグレーズ層の破壊靭性強度（Ｋ1C）
とクラック発生率を測定した。その測定結果を下記表２
及び図１に示す。また、絶縁性ガラスペーストにおける
フォルステライトの添加量、並びに、絶縁性ガラスペー
ストの焼成温度を併せて下記表２に示す。
と同様に、オーバーグレーズ層の破壊靭性強度（Ｋ1C）
とクラック発生率を測定した。その測定結果を下記表２
及び図１に示す。また、絶縁性ガラスペーストにおける
フォルステライトの添加量、並びに、絶縁性ガラスペー
ストの焼成温度を併せて下記表２に示す。
【００４２】
【表２】
【００４３】例７から分かるように、用いた結晶化ガラ
ス系では金属酸化物粉末を添加せずとも破壊靭性強度が
１．０以上であって、クラック発生率はゼロであった。
また、例８から分かるように、結晶化ガラスに複合金属
酸化物粉末を添加した場合、さらに破壊靭性強度は増加
し、例７と同様にクラック発生率はゼロであった。
ス系では金属酸化物粉末を添加せずとも破壊靭性強度が
１．０以上であって、クラック発生率はゼロであった。
また、例８から分かるように、結晶化ガラスに複合金属
酸化物粉末を添加した場合、さらに破壊靭性強度は増加
し、例７と同様にクラック発生率はゼロであった。
【００４４】以上、各実施例から、焼成後の絶縁性ガラ
スペーストの破壊靭性強度値が１．０ＭＮ／ｍ3/2以
上、さらに望ましくは１．２ＭＮ／ｍ3/2以上であれ
ば、凹凸の大きな面に形成されたオーバーグレーズ層で
あっても、クラックの発生を実質的に防止できることが
明白である。
スペーストの破壊靭性強度値が１．０ＭＮ／ｍ3/2以
上、さらに望ましくは１．２ＭＮ／ｍ3/2以上であれ
ば、凹凸の大きな面に形成されたオーバーグレーズ層で
あっても、クラックの発生を実質的に防止できることが
明白である。
【００４５】また、比較のために、オーバーグレーズ層
となる種々の絶縁性ガラスペーストを用い、上述したの
と同様の構成の厚膜多層回路基板を作成して、そのオー
バーグレーズ層について、ビッカース硬度とクラック発
生率との関係を調べた。その測定結果を図３に示す。な
お、このときのオーバーグレーズ層の厚みは約４０μｍ
とし、ビッカース硬度はビッカース硬度計（荷重１００
ｇｆ）を用いて測定した。
となる種々の絶縁性ガラスペーストを用い、上述したの
と同様の構成の厚膜多層回路基板を作成して、そのオー
バーグレーズ層について、ビッカース硬度とクラック発
生率との関係を調べた。その測定結果を図３に示す。な
お、このときのオーバーグレーズ層の厚みは約４０μｍ
とし、ビッカース硬度はビッカース硬度計（荷重１００
ｇｆ）を用いて測定した。
【００４６】図３から、オーバーグレーズ層において、
ビッカース硬度とクラック発生率との間には実質的な相
関関係が無いことが分かった。即ち、厚膜多層回路基板
に設けられるオーバーグレーズ層において、そのクラッ
ク発生率は、破壊靭性強度に大きく依存していることが
分かった。
ビッカース硬度とクラック発生率との間には実質的な相
関関係が無いことが分かった。即ち、厚膜多層回路基板
に設けられるオーバーグレーズ層において、そのクラッ
ク発生率は、破壊靭性強度に大きく依存していることが
分かった。
【００４７】
【発明の効果】本発明の絶縁性ガラスペーストによれ
ば、厚膜導体や厚膜抵抗体等との熱膨張係数の差がオー
バーグレーズ層で十分に吸収されて、オーバーグレーズ
層におけるクラックの発生が十分に抑えられる。
ば、厚膜導体や厚膜抵抗体等との熱膨張係数の差がオー
バーグレーズ層で十分に吸収されて、オーバーグレーズ
層におけるクラックの発生が十分に抑えられる。
【００４８】また、本発明の厚膜回路部品によれば、オ
ーバーグレーズ層が本発明の絶縁性ガラスペーストの焼
成によって形成されているので、焼成時や厚膜回路部品
動作時においても、オーバーグレーズ層におけるクラッ
ク発生が抑えられ、信頼性の高い厚膜回路部品が得られ
る。
ーバーグレーズ層が本発明の絶縁性ガラスペーストの焼
成によって形成されているので、焼成時や厚膜回路部品
動作時においても、オーバーグレーズ層におけるクラッ
ク発生が抑えられ、信頼性の高い厚膜回路部品が得られ
る。
【図１】破壊靭性強度とクラック発生率との関係を示す
グラフである。
グラフである。
【図２】本発明の厚膜回路部品の一例の概略断面図であ
る。
る。
【図３】ビッカース硬度とクラック発生率との関係を示
すグラフである。
すグラフである。
【図４】従来の厚膜多層回路部品の一部断面図である。
１…絶縁性基板 ２…第１厚膜導体 ３…層間絶縁膜 ４…第２厚膜導体 ５…厚膜抵抗体 ６…オーバーグレーズ層 １０…厚膜回路部品
フロントページの続き Ｆターム(参考） 4G062 AA08 AA09 AA15 BB04 BB05 CC10 DA03 DB04 DC04 DD01 DE04 DF05 EA01 EA10 EB01 EC01 ED01 EE01 EF01 EG01 EG03 FA01 FA10 FB01 FC01 FD01 FE01 FF01 FG01 FH01 FJ01 FK01 FL01 GA01 GA10 GB01 GC01 GD01 GE01 HH01 HH03 HH05 HH07 HH09 HH11 HH13 HH15 HH17 HH20 JJ01 JJ03 JJ05 JJ07 JJ10 KK01 KK03 KK05 KK07 KK10 MM07 MM12 NN26 NN32 NN33 PP01 PP03 PP04 PP05 PP13 PP14 5E028 AA10 BA04 BB01 EA01 EB04 5E314 AA07 AA08 BB02 CC07 DD06 FF02 FF12 GG09 5G303 AA07 AA10 AB12 AB20 BA07 CA02 CA09 CA11 CB01 CB02 CB03 CB25 CB30 CB38 CD01 CD04
Claims (5)
- 【請求項１】 オーバーグレーズ層を形成するための絶
縁性ガラスペーストであって、焼成後の破壊靭性強度が
１．０ＭＮ／ｍ3/2以上であることを特徴とする、絶縁
性ガラスペースト。 - 【請求項２】 前記絶縁性ガラスペーストは、非晶質ガ
ラス粉末と金属酸化物粉末と有機ビヒクルとを混合して
なることを特徴とする、請求項1に記載の絶縁性ガラス
ペースト。 - 【請求項３】 前記絶縁性ガラスペーストは、結晶化ガ
ラス粉末と有機ビヒクルとを混合してなることを特徴と
する、請求項1に記載の絶縁性ガラスペースト。 - 【請求項４】 前記絶縁性ガラスペーストは、結晶化ガ
ラス粉末と金属酸化物粉末と有機ビヒクルとを混合して
なることを特徴とする、請求項1に記載の絶縁性ガラス
ペースト。 - 【請求項５】 基板上に設けられた厚膜抵抗体及び／又
は厚膜導体を保護するためにオーバーグレーズ層が形成
されている厚膜回路部品において、 前記オーバーグレーズ層が、請求項１乃至４のいずれか
に記載の絶縁性ガラスペーストの焼成によって形成され
ていることを特徴とする、厚膜回路部品。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11006124A JP2000207938A (ja) | 1999-01-13 | 1999-01-13 | 絶縁性ガラスペ―スト及び厚膜回路部品 |
| US09/459,828 US6335298B1 (en) | 1999-01-13 | 1999-12-13 | Insulating glass paste and thick-film circuit component |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11006124A JP2000207938A (ja) | 1999-01-13 | 1999-01-13 | 絶縁性ガラスペ―スト及び厚膜回路部品 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000207938A true JP2000207938A (ja) | 2000-07-28 |
Family
ID=11629774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11006124A Pending JP2000207938A (ja) | 1999-01-13 | 1999-01-13 | 絶縁性ガラスペ―スト及び厚膜回路部品 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6335298B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000207938A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003133689A (ja) * | 2001-08-03 | 2003-05-09 | Canon Inc | 部材パターンの製造方法、及び、配線、回路基板、電子源、画像形成装置の製造方法 |
| JP2006073903A (ja) * | 2004-09-03 | 2006-03-16 | Murata Mfg Co Ltd | セラミック多層基板 |
| JPWO2017221652A1 (ja) * | 2016-06-21 | 2018-11-01 | 株式会社デンソー | 車両用電装部品、車両用電装部品の製造方法、導電路形成装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2418538A (en) * | 2004-09-22 | 2006-03-29 | Vetco Gray Controls Ltd | Thick-film printed circuit |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3787218A (en) * | 1970-10-27 | 1974-01-22 | Owens Illinois Inc | Zircon containing printing paste for overglaze coating of microelectronic circuits on ceramic substrates |
| JPH0812802B2 (ja) * | 1986-11-14 | 1996-02-07 | 株式会社日立製作所 | サ−マルヘツド用厚膜抵抗体材料，サ−マルヘツド用厚膜抵抗体，並びにサ−マルヘツド |
| US4965229A (en) * | 1988-02-05 | 1990-10-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Glass ceramic for coating metal substrate |
| JP2971502B2 (ja) * | 1990-03-27 | 1999-11-08 | 旭硝子株式会社 | コバール封着用ガラス組成物 |
| US5137848A (en) * | 1990-12-13 | 1992-08-11 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Dielectric composition containing kerf additive |
| US5114885A (en) * | 1991-04-16 | 1992-05-19 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Encapsulant composition |
| JPH06145841A (ja) * | 1992-11-11 | 1994-05-27 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 複合部材 |
| JP3067580B2 (ja) * | 1995-04-04 | 2000-07-17 | 株式会社村田製作所 | 絶縁ペースト及びそれを用いた厚膜印刷多層回路 |
| GB9518033D0 (en) * | 1995-09-05 | 1995-11-08 | Cookson Matthey Ceramics Plc | Composition |
| JP3647130B2 (ja) * | 1996-02-06 | 2005-05-11 | 昭栄化学工業株式会社 | 絶縁体ガラス組成物とこれを用いた厚膜多層回路絶縁層用ガラス組成物 |
-
1999
- 1999-01-13 JP JP11006124A patent/JP2000207938A/ja active Pending
- 1999-12-13 US US09/459,828 patent/US6335298B1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003133689A (ja) * | 2001-08-03 | 2003-05-09 | Canon Inc | 部材パターンの製造方法、及び、配線、回路基板、電子源、画像形成装置の製造方法 |
| JP2006073903A (ja) * | 2004-09-03 | 2006-03-16 | Murata Mfg Co Ltd | セラミック多層基板 |
| JP4548050B2 (ja) * | 2004-09-03 | 2010-09-22 | 株式会社村田製作所 | セラミック多層基板 |
| JPWO2017221652A1 (ja) * | 2016-06-21 | 2018-11-01 | 株式会社デンソー | 車両用電装部品、車両用電装部品の製造方法、導電路形成装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6335298B1 (en) | 2002-01-01 |
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