JP2501740B2 - 低温焼成セラミックス基板 - Google Patents
低温焼成セラミックス基板Info
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C14/00—Glass compositions containing a non-glass component, e.g. compositions containing fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like, dispersed in a glass matrix
- C03C14/004—Glass compositions containing a non-glass component, e.g. compositions containing fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like, dispersed in a glass matrix the non-glass component being in the form of particles or flakes
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C10/00—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition
- C03C10/0054—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition containing PbO, SnO2, B2O3
-
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- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2214/00—Nature of the non-vitreous component
- C03C2214/20—Glass-ceramics matrix
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- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電子材料の分野で回路用
基板に用いられる低温焼成セラミックス基板に関する。
基板に用いられる低温焼成セラミックス基板に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より広く使われてきたアルミナ基板
は焼成温度が1500〜1600℃と高温であるため、
最近電子部品を搭載するセラミックス基板の低温焼結化
が急速に進んでいる。またアルミナの多層回路基板を実
現するためには、層間に入る導体がタングステンやモリ
ブデンなどの比較的抵抗率の大きい高融点材料に限定さ
れ、焼成にはこれらの材料の酸化を防ぐために還元性雰
囲気が必要となる。結果的には配線抵抗が大きくなり、
電気信号の伝送損失を考えた場合、配線パターンの微細
化には限界を生じる。すなわちアルミナでは基板を焼成
し、多層の導体回路を形成するために多量のエネルギー
を消費しなければならず、製造コストが著しく高くな
り、特性的にも大きな制約がある。これらの欠点を克服
するために、800〜1000℃で、好ましくは850
〜900℃で焼成が可能なセラミック材料の開発および
その多層化が要求されている。焼結を低温化することに
よって、従来から使われてきた低温焼結性材料である抵
抗値の低いAu、Ag−Pd、Ag、Cu導体が使用で
きる大きなメリットが生まれる。
は焼成温度が1500〜1600℃と高温であるため、
最近電子部品を搭載するセラミックス基板の低温焼結化
が急速に進んでいる。またアルミナの多層回路基板を実
現するためには、層間に入る導体がタングステンやモリ
ブデンなどの比較的抵抗率の大きい高融点材料に限定さ
れ、焼成にはこれらの材料の酸化を防ぐために還元性雰
囲気が必要となる。結果的には配線抵抗が大きくなり、
電気信号の伝送損失を考えた場合、配線パターンの微細
化には限界を生じる。すなわちアルミナでは基板を焼成
し、多層の導体回路を形成するために多量のエネルギー
を消費しなければならず、製造コストが著しく高くな
り、特性的にも大きな制約がある。これらの欠点を克服
するために、800〜1000℃で、好ましくは850
〜900℃で焼成が可能なセラミック材料の開発および
その多層化が要求されている。焼結を低温化することに
よって、従来から使われてきた低温焼結性材料である抵
抗値の低いAu、Ag−Pd、Ag、Cu導体が使用で
きる大きなメリットが生まれる。
【0003】ただし、これまで公表されている低温焼成
基板では、800℃〜1000℃で焼成が可能ではある
ものの、機械的強度の面でアルミナ基板の3000〜4
000kgf/cm2 と比較してかなり低いという問題
がある。たとえば、特公平3−53269では、CaO
−SiO2 −Al2 O3 系ガラスにAl2 O3 粉末を加
え、800℃〜1000℃で焼成し、アノーサイト結晶
を析出させ、2000kgf/cm2 程度の機械的強度
を有する基板を得ているが、アルミナ基板と比較すると
強度の面でかなり劣る。また、特開平3−33026で
は、ZnOとアルカリ土類金属酸化物が結晶化に関与す
る結晶化ガラスとセラミックスフィラーの組合せで、8
50℃で焼成可能な組成物を得ているが、強度に関して
は述べられていない。
基板では、800℃〜1000℃で焼成が可能ではある
ものの、機械的強度の面でアルミナ基板の3000〜4
000kgf/cm2 と比較してかなり低いという問題
がある。たとえば、特公平3−53269では、CaO
−SiO2 −Al2 O3 系ガラスにAl2 O3 粉末を加
え、800℃〜1000℃で焼成し、アノーサイト結晶
を析出させ、2000kgf/cm2 程度の機械的強度
を有する基板を得ているが、アルミナ基板と比較すると
強度の面でかなり劣る。また、特開平3−33026で
は、ZnOとアルカリ土類金属酸化物が結晶化に関与す
る結晶化ガラスとセラミックスフィラーの組合せで、8
50℃で焼成可能な組成物を得ているが、強度に関して
は述べられていない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
問題を解決するために、基板の焼成温度が900℃以下
で可能であり、機械的強度が2500kgf/cm2 以
上と大きく、および熱膨張係数が60×10-7/℃以下
であるためにAu、AgおよびCuを導体として使用で
きアルミナ基板並に使用できる改良された低温焼成セラ
ミックス基板を提供することである。
問題を解決するために、基板の焼成温度が900℃以下
で可能であり、機械的強度が2500kgf/cm2 以
上と大きく、および熱膨張係数が60×10-7/℃以下
であるためにAu、AgおよびCuを導体として使用で
きアルミナ基板並に使用できる改良された低温焼成セラ
ミックス基板を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明はアノーサイト(CaAl2 Si2 O8 )結
晶相が20〜50体積%、ガーナイト(ZnAl2 O
4 )結晶相が1〜20体積%で残部がガラス相からな
り、更にアルミナ(Al2 O3 )をフィラーとして35
〜50重量%含有してなることを特徴とする。
に、本発明はアノーサイト(CaAl2 Si2 O8 )結
晶相が20〜50体積%、ガーナイト(ZnAl2 O
4 )結晶相が1〜20体積%で残部がガラス相からな
り、更にアルミナ(Al2 O3 )をフィラーとして35
〜50重量%含有してなることを特徴とする。
【0006】
【作用】本発明の実施に当たり、アノーサイト結晶相は
20〜50体積%であり望ましくは35〜50体積%で
ある。20体積%未満であると該基板の強度が小さく、
誘電率も低くならない等の問題があり、50体積%を越
えるとフィラーの相対量が少なくなるのでやはり強度が
小さくなるので問題である。又ガーナイト結晶相は1〜
20体積%であり望ましくは3〜15体積%である。1
体積%未満であるとアノーサイトと共同して強度を大き
くする効果が現れず、20体積%を越えるとガラス相に
分相が発生して、かつ該基板の緻密化が阻害されるので
問題である。該残部はガラス相とする必要がある。フィ
ラーとしてはアルミナ(Al2 O3)を使用しなければ
ならず、該低温焼成セラミックス基板の中に35〜50
重量%含有させなければならない。35重量%未満ある
いは50重量%を越えると該基板の強度が不足する。ま
た重要なことは上記範囲にアルミナの含有量を設定する
ことによりアノーサイト結晶相20〜50体積%および
ガーナイト結晶相1〜20体積%でそれぞれの結晶相を
発生させる事ができ、そのための必要な結晶化率は40
〜60重量%である。
20〜50体積%であり望ましくは35〜50体積%で
ある。20体積%未満であると該基板の強度が小さく、
誘電率も低くならない等の問題があり、50体積%を越
えるとフィラーの相対量が少なくなるのでやはり強度が
小さくなるので問題である。又ガーナイト結晶相は1〜
20体積%であり望ましくは3〜15体積%である。1
体積%未満であるとアノーサイトと共同して強度を大き
くする効果が現れず、20体積%を越えるとガラス相に
分相が発生して、かつ該基板の緻密化が阻害されるので
問題である。該残部はガラス相とする必要がある。フィ
ラーとしてはアルミナ(Al2 O3)を使用しなければ
ならず、該低温焼成セラミックス基板の中に35〜50
重量%含有させなければならない。35重量%未満ある
いは50重量%を越えると該基板の強度が不足する。ま
た重要なことは上記範囲にアルミナの含有量を設定する
ことによりアノーサイト結晶相20〜50体積%および
ガーナイト結晶相1〜20体積%でそれぞれの結晶相を
発生させる事ができ、そのための必要な結晶化率は40
〜60重量%である。
【0007】本発明の低温焼成セラミックス基板を得る
に当たり、アノーサイト結晶相(CaO・Al2 O3 ・
2SiO2 )とガーナイト結晶相(ZnAl2 O4 )お
よびAl2 O3 フィラーをガラス相中に形成かつ存在さ
せなければならない。そのためには好適なガラスフリッ
トを準備する必要があり、アノーサイトおよびガーナイ
トの組成となる原料酸化物すなわち、CaO,Al2 O
3 ,SiO2 ,ZnO等をそれぞれの化学量論的量の倍
数で調合し上記体積%の範囲に納まるようにし、さらに
融剤を含む他のガラス成分を添加して製造しなければな
らない。融剤としてはPbO,ZnO,B2 O3 ,Sb
2 O3 、および他のアリカリ酸化物等を選ぶことがで
き、特にPbOが適している。本発明の低温焼成セラミ
ックス基板に適した該アノーサイト、ガーナイトおよび
融剤を含むガラス相を得るための好適なそれぞれの原料
酸化物の組成(W%)範囲は次のようである。
に当たり、アノーサイト結晶相(CaO・Al2 O3 ・
2SiO2 )とガーナイト結晶相(ZnAl2 O4 )お
よびAl2 O3 フィラーをガラス相中に形成かつ存在さ
せなければならない。そのためには好適なガラスフリッ
トを準備する必要があり、アノーサイトおよびガーナイ
トの組成となる原料酸化物すなわち、CaO,Al2 O
3 ,SiO2 ,ZnO等をそれぞれの化学量論的量の倍
数で調合し上記体積%の範囲に納まるようにし、さらに
融剤を含む他のガラス成分を添加して製造しなければな
らない。融剤としてはPbO,ZnO,B2 O3 ,Sb
2 O3 、および他のアリカリ酸化物等を選ぶことがで
き、特にPbOが適している。本発明の低温焼成セラミ
ックス基板に適した該アノーサイト、ガーナイトおよび
融剤を含むガラス相を得るための好適なそれぞれの原料
酸化物の組成(W%)範囲は次のようである。
【0008】CaO 5〜20,Al2 O3 10〜2
0,SiO2 30〜45,MgO0〜10,ZnO
2.5〜20,PbO 10〜25,B2 O3 0〜
5,Li2 O 0〜2,Sb2 O3 0.1〜1。
0,SiO2 30〜45,MgO0〜10,ZnO
2.5〜20,PbO 10〜25,B2 O3 0〜
5,Li2 O 0〜2,Sb2 O3 0.1〜1。
【0009】それぞれの酸化物の機能は次のようであ
る。CaOはアノーサイト成分であり、5W%未満では
アノーサイトの析出量が少なく該低温焼成セラミックス
基板の機械的強度を低下させ、20W%を越えるとその
熱膨張率を増大させる。Al2 O3 はアノーサイト及び
ガーナイトの成分であり、10W%未満ではアノーサイ
ト及びガーナイトの析出量が少なく、該低温焼成セラミ
ックス基板の充分な機械的強度が得られない。また20
W%を越えるとガラスの軟化温度が上昇し1000℃以
下で焼成不可能となる。SiO2 はアノーサイト成分
で、かつガラス形成の成分でもあり、30W%未満では
アノーサイト及びガーナイトの析出量が少なく、45W
%を越えるとガラスの軟化温度が上昇し焼成温度が高く
なる。ZnOはガーナイト成分であり、2.5W%未満
ではガーナイトの析出量が少なく、20W%を越えると
ガラスに分相を引き起こさせる。MgOおよびPbOは
共にガラスの軟化温度あるいは熔融温度を下げる働きを
しMgOについては10W%を越えて添加すると軟化温
度が上昇し過ぎる。PbOについては10W%未満では
軟化温度が高く焼成温度を低くできないばかりか、アノ
ーサイト析出量を低下させる。また25W%を越えると
該低温焼成セラミックス基板の熱膨張率が増大する。B
2 O3 はガラスの軟化点を低下させ熔融温度を下げるが
5W%を越えた添加は結晶化の際にアノーサイトの析出
量を低下させる。Li2 Oはガラスの軟化温度及び熔融
温度を低下させるが2W%を越えた添加は該低温焼成セ
ラミックス基板の熱膨張率を増大させる。またSb2 O
3 は熔融温度を低下させるが1W%を越えた添加はやは
り該低温焼成セラミックス基板の熱膨張率を増大させ
る。
る。CaOはアノーサイト成分であり、5W%未満では
アノーサイトの析出量が少なく該低温焼成セラミックス
基板の機械的強度を低下させ、20W%を越えるとその
熱膨張率を増大させる。Al2 O3 はアノーサイト及び
ガーナイトの成分であり、10W%未満ではアノーサイ
ト及びガーナイトの析出量が少なく、該低温焼成セラミ
ックス基板の充分な機械的強度が得られない。また20
W%を越えるとガラスの軟化温度が上昇し1000℃以
下で焼成不可能となる。SiO2 はアノーサイト成分
で、かつガラス形成の成分でもあり、30W%未満では
アノーサイト及びガーナイトの析出量が少なく、45W
%を越えるとガラスの軟化温度が上昇し焼成温度が高く
なる。ZnOはガーナイト成分であり、2.5W%未満
ではガーナイトの析出量が少なく、20W%を越えると
ガラスに分相を引き起こさせる。MgOおよびPbOは
共にガラスの軟化温度あるいは熔融温度を下げる働きを
しMgOについては10W%を越えて添加すると軟化温
度が上昇し過ぎる。PbOについては10W%未満では
軟化温度が高く焼成温度を低くできないばかりか、アノ
ーサイト析出量を低下させる。また25W%を越えると
該低温焼成セラミックス基板の熱膨張率が増大する。B
2 O3 はガラスの軟化点を低下させ熔融温度を下げるが
5W%を越えた添加は結晶化の際にアノーサイトの析出
量を低下させる。Li2 Oはガラスの軟化温度及び熔融
温度を低下させるが2W%を越えた添加は該低温焼成セ
ラミックス基板の熱膨張率を増大させる。またSb2 O
3 は熔融温度を低下させるが1W%を越えた添加はやは
り該低温焼成セラミックス基板の熱膨張率を増大させ
る。
【0010】一般的なガラスフリットの製造方法として
は上記酸化物を混合した後、1300〜1600℃で熔
融し、徐冷し微粉砕すれば得ることができる。上記ガラ
スフリットにジルコン(ZrSiO4 )、コージェライ
ト(2MgO・2Al2 O3 ・5SiO2 )、ムライト
(3Al2 O3 ・2SiO2 )等のセラミックスフィラ
ーを添加して焼結し該低温焼成セラミックス基板の強度
向上に寄与させることは本発明の実施上、何等差し支え
ない。
は上記酸化物を混合した後、1300〜1600℃で熔
融し、徐冷し微粉砕すれば得ることができる。上記ガラ
スフリットにジルコン(ZrSiO4 )、コージェライ
ト(2MgO・2Al2 O3 ・5SiO2 )、ムライト
(3Al2 O3 ・2SiO2 )等のセラミックスフィラ
ーを添加して焼結し該低温焼成セラミックス基板の強度
向上に寄与させることは本発明の実施上、何等差し支え
ない。
【0011】本発明の低温焼成セラミックス基板を得る
には、更に上記ガラスフリットをフィラーとしてのAl
2 O3 及び有機物バインダーと共に混合し、ドクターブ
レード等で成型し、数層を加圧積層してグリーンシート
とした後、空気中で1000℃以下、望ましくは800
〜900℃で焼成すれば良い。フィラーとしてのAl2
O3 は35〜50W%が適しており、その粒度は0.5
〜0.8μmが好適である。
には、更に上記ガラスフリットをフィラーとしてのAl
2 O3 及び有機物バインダーと共に混合し、ドクターブ
レード等で成型し、数層を加圧積層してグリーンシート
とした後、空気中で1000℃以下、望ましくは800
〜900℃で焼成すれば良い。フィラーとしてのAl2
O3 は35〜50W%が適しており、その粒度は0.5
〜0.8μmが好適である。
【0012】本発明の低温焼成セラミックス基板は上記
したように1000℃以下の低温で得ることができる
が、特徴的な事は該ガラスフリットは焼成により約80
0℃で軟化流動し粘稠体を呈し微細なAl2O3粒子が
浮遊する。更に温度が上昇し約900℃でAl2O3粒
子の周囲にアノーサイトが結晶相として析出を開始し、
次ぎにこのアノーサイト結晶相の間を埋めるようにガー
ナイト結晶相が析出する。SEM(走査型電子顕微鏡)
での観察によれば、アノーサイトは短冊状の結晶として
存在し、ガーナイトは約0.1〜3μmの微細粒子状で
存在していることが分かる。焼成温度が900℃に到達
した後、数十分保持し室温まで冷却すれば良いが、急激
な冷却はクラックの発生を起こすので避けるべきであ
る。
したように1000℃以下の低温で得ることができる
が、特徴的な事は該ガラスフリットは焼成により約80
0℃で軟化流動し粘稠体を呈し微細なAl2O3粒子が
浮遊する。更に温度が上昇し約900℃でAl2O3粒
子の周囲にアノーサイトが結晶相として析出を開始し、
次ぎにこのアノーサイト結晶相の間を埋めるようにガー
ナイト結晶相が析出する。SEM(走査型電子顕微鏡)
での観察によれば、アノーサイトは短冊状の結晶として
存在し、ガーナイトは約0.1〜3μmの微細粒子状で
存在していることが分かる。焼成温度が900℃に到達
した後、数十分保持し室温まで冷却すれば良いが、急激
な冷却はクラックの発生を起こすので避けるべきであ
る。
【0013】該低温焼成セラミックス基板中のアノーサ
イトとガーナイトの結晶相の体積%を求めるには粉末X
線回折法による直接比較法が適している。そのために事
前に該基板の焼成前と後についてガラスがどのくらい結
晶に変化したかを示す結晶化率を求めておく必要があ
る。たとえばJournal of The Amer
ican Ceramic Society,Vol.
45 P170(1962)に示されているようにX線
回折法で焼成前後のアモルファスピークを該基板につい
て求め、ピーク強度の減少から結晶化率を求めればよ
い。この求められた結晶化率により該基板中の該結晶相
の体積を求めておかなければならない。次に該体積%を
求めるに当たり、該基板中のアノーサイト、ガーナイト
およびアルミナの体積%をCan,Cga,Calとす
ると、各相の回折線強度Ian,Iga,Ia1は次式
で示される。
イトとガーナイトの結晶相の体積%を求めるには粉末X
線回折法による直接比較法が適している。そのために事
前に該基板の焼成前と後についてガラスがどのくらい結
晶に変化したかを示す結晶化率を求めておく必要があ
る。たとえばJournal of The Amer
ican Ceramic Society,Vol.
45 P170(1962)に示されているようにX線
回折法で焼成前後のアモルファスピークを該基板につい
て求め、ピーク強度の減少から結晶化率を求めればよ
い。この求められた結晶化率により該基板中の該結晶相
の体積を求めておかなければならない。次に該体積%を
求めるに当たり、該基板中のアノーサイト、ガーナイト
およびアルミナの体積%をCan,Cga,Calとす
ると、各相の回折線強度Ian,Iga,Ia1は次式
で示される。
【0014】 Ian=k×Ran×Can/2μm (1) Iga=k×Rgn×Cgn/2μm (2) Ial=k×Ral×Cal/2μm (3) ここでkは入射ビーム等で決まる定数、μmは試料の線
吸収係数、Ran,Rga,Ralは結晶構造や回折角
により決まる定数であって次式(4)で示される。 R=P×|F(hkl)|2 ×L(θ)×T/Vu2 (4) ここで式(4)の中の記号はそれぞれ P 多重度、F(hkl) 構造因子、L(θ) 偏向
因子、T 温度因子、Vu 単位胞の体積を示す。
吸収係数、Ran,Rga,Ralは結晶構造や回折角
により決まる定数であって次式(4)で示される。 R=P×|F(hkl)|2 ×L(θ)×T/Vu2 (4) ここで式(4)の中の記号はそれぞれ P 多重度、F(hkl) 構造因子、L(θ) 偏向
因子、T 温度因子、Vu 単位胞の体積を示す。
【0015】式(1)と式(2)及び式(1)と式
(3)の比をとると次のようになる。 Can/Cga=(Rga/Ran)×(Ian/Iga) (5) Can/Cal=(Rga/Ral)×(Ian/Ial) (6) 従って、Ian,Iga,Ialを測定すればCan/
CgaとCan/Calとが求められ、それぞれの体積
%が求められる。
(3)の比をとると次のようになる。 Can/Cga=(Rga/Ran)×(Ian/Iga) (5) Can/Cal=(Rga/Ral)×(Ian/Ial) (6) 従って、Ian,Iga,Ialを測定すればCan/
CgaとCan/Calとが求められ、それぞれの体積
%が求められる。
【0016】
【実施例】表1に示すように、それぞれの組成の酸化物
(CaO、K2 O、Na2 O、Li2 OはCaCO3 ,
K2 CO3 、Na2 CO3 、Li2 CO3 等の炭酸化合
物が純度がよい)をデジタル天秤で精秤し、混合素原料
を擂潰機で1〜2時間擂潰・混合する。混合の終わった
粉末を白金坩堝に入れて、電気炉中で1300〜155
0℃の温度で1〜2時間溶融する。途中で数回白金棒で
溶融ガラスを攪拌し、ガラスの均質性を高めてやる。充
分ガラスが清澄したらステンレス板あるいはカーボン板
上にガラスを流出させ、赤みのあるうちに700〜80
0℃に保持してある電気炉へガラスを入れて徐冷操作を
する。ガラスの熱膨張係数、転移点、屈伏点の測定に
は、この脈理、泡のないガラスを切り出して使う。
(CaO、K2 O、Na2 O、Li2 OはCaCO3 ,
K2 CO3 、Na2 CO3 、Li2 CO3 等の炭酸化合
物が純度がよい)をデジタル天秤で精秤し、混合素原料
を擂潰機で1〜2時間擂潰・混合する。混合の終わった
粉末を白金坩堝に入れて、電気炉中で1300〜155
0℃の温度で1〜2時間溶融する。途中で数回白金棒で
溶融ガラスを攪拌し、ガラスの均質性を高めてやる。充
分ガラスが清澄したらステンレス板あるいはカーボン板
上にガラスを流出させ、赤みのあるうちに700〜80
0℃に保持してある電気炉へガラスを入れて徐冷操作を
する。ガラスの熱膨張係数、転移点、屈伏点の測定に
は、この脈理、泡のないガラスを切り出して使う。
【0017】表2にそれぞれのガラスの溶融温度、熱膨
張係数、転移点および屈伏点を記す。次に、室温に冷え
たガラスをロールクラッシャーで粗粉砕する。次に耐摩
耗性のすぐれているボールミルでエチルアルコールある
いはイソプロパノール等の有機溶剤を適当量加えて、回
転数100rpm、約3日間湿式微粉砕する。スラリー
状になった懸濁液を容器に移して、温度60〜120℃
の乾燥炉中で有機溶剤を蒸発させて乾燥ガラスフリット
を得る。
張係数、転移点および屈伏点を記す。次に、室温に冷え
たガラスをロールクラッシャーで粗粉砕する。次に耐摩
耗性のすぐれているボールミルでエチルアルコールある
いはイソプロパノール等の有機溶剤を適当量加えて、回
転数100rpm、約3日間湿式微粉砕する。スラリー
状になった懸濁液を容器に移して、温度60〜120℃
の乾燥炉中で有機溶剤を蒸発させて乾燥ガラスフリット
を得る。
【0018】このガラスフリットをバインダーと混合
し、ドクターブレード方式によって約100μmのグリ
ーンシートに成形し、複数枚を積層加熱圧着する。グリ
ーンシートを空気中で最高温度850〜900℃で20
分間保持して焼結し、結晶化させる。これらのガラス系
は最高温度保持中にガラス表面から均一に結晶粒子が析
出する挙動をしめす。10〜20分で結晶化が完了して
いる。結晶化は温度上昇速度には大きく依存していな
い。これらのサンプルを使って、900℃焼成結晶化後
の熱膨張係数とX線回折法によって結晶相を同定する
(表3)。
し、ドクターブレード方式によって約100μmのグリ
ーンシートに成形し、複数枚を積層加熱圧着する。グリ
ーンシートを空気中で最高温度850〜900℃で20
分間保持して焼結し、結晶化させる。これらのガラス系
は最高温度保持中にガラス表面から均一に結晶粒子が析
出する挙動をしめす。10〜20分で結晶化が完了して
いる。結晶化は温度上昇速度には大きく依存していな
い。これらのサンプルを使って、900℃焼成結晶化後
の熱膨張係数とX線回折法によって結晶相を同定する
(表3)。
【0019】また焼成試料(表2の試料番号16)を鏡
面研磨して化学エッチングし、SEMで結晶粒子を観察
すると長径約5μm、短径約1μmの均一でしかも緻密
な短冊状結晶子をもつ微細構造が確認される。表2、表
3に示すように、ガラス溶融温度が1400℃以下にし
て始めて850〜900℃の熱処理条件でガラスが流動
し、結晶化が可能であることがわかる。
面研磨して化学エッチングし、SEMで結晶粒子を観察
すると長径約5μm、短径約1μmの均一でしかも緻密
な短冊状結晶子をもつ微細構造が確認される。表2、表
3に示すように、ガラス溶融温度が1400℃以下にし
て始めて850〜900℃の熱処理条件でガラスが流動
し、結晶化が可能であることがわかる。
【0020】次に表4に示すように、選択した各種のガ
ラスフリットにアルミナ粉末を20〜60W%順次添加
した混合粉末を準備した。これらのサンプルを所定寸法
に成形し、900℃で焼結したものの曲げ強度試験結果
を表4に記す。本発明例において2450〜3510k
gf/cm2 であり、アルミナ基板と比較しても遜色の
ない機械的強度を具備させることができ、熱膨張係数も
60×10-7/℃以下であり、 誘電率はアルミナのそ
れに比較して確実に小さくなっている。
ラスフリットにアルミナ粉末を20〜60W%順次添加
した混合粉末を準備した。これらのサンプルを所定寸法
に成形し、900℃で焼結したものの曲げ強度試験結果
を表4に記す。本発明例において2450〜3510k
gf/cm2 であり、アルミナ基板と比較しても遜色の
ない機械的強度を具備させることができ、熱膨張係数も
60×10-7/℃以下であり、 誘電率はアルミナのそ
れに比較して確実に小さくなっている。
【0021】
【表1】
【0022】
【表2】
【0023】
【表3】
【0024】
【表4】
【0025】
【発明の効果】本発明を実施することにより、基板の焼
成温度が900℃以下で可能であり、機械的強度が25
00kgf/cm2 以上と大きく、および熱膨張係数が
60×10-7/℃以下であるためにAu,AgおよびC
uを導体として使用できアルミナ基板並に使用できる改
良された低温焼成セラミックス基板を提供することがで
き、その効果は大である。
成温度が900℃以下で可能であり、機械的強度が25
00kgf/cm2 以上と大きく、および熱膨張係数が
60×10-7/℃以下であるためにAu,AgおよびC
uを導体として使用できアルミナ基板並に使用できる改
良された低温焼成セラミックス基板を提供することがで
き、その効果は大である。
Claims (1)
- 【請求項1】 アノーサイト(CaAl2 Si2 O8 )
結晶相が20〜50体積%、ガーナイト(ZnAl2 O
4 )結晶相が1〜20体積%で残部がガラス相からな
り、更にアルミナ(Al2 O3 )をフィラーとして35
〜50重量%含有してなることを特徴とする低温焼成セ
ラミックス基板。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4351545A JP2501740B2 (ja) | 1992-12-09 | 1992-12-09 | 低温焼成セラミックス基板 |
US08/134,899 US5338710A (en) | 1992-12-09 | 1993-10-13 | Ceramic substrate sintered at low temperatures |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4351545A JP2501740B2 (ja) | 1992-12-09 | 1992-12-09 | 低温焼成セラミックス基板 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06171982A JPH06171982A (ja) | 1994-06-21 |
JP2501740B2 true JP2501740B2 (ja) | 1996-05-29 |
Family
ID=18418009
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4351545A Expired - Lifetime JP2501740B2 (ja) | 1992-12-09 | 1992-12-09 | 低温焼成セラミックス基板 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5338710A (ja) |
JP (1) | JP2501740B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7229939B2 (en) | 2004-03-30 | 2007-06-12 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Multilayer ceramic substrate and method for manufacture thereof |
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JP3121990B2 (ja) * | 1994-07-25 | 2001-01-09 | 京セラ株式会社 | ガラス−セラミック基板 |
JP3297569B2 (ja) * | 1995-10-30 | 2002-07-02 | 京セラ株式会社 | 低温焼成磁器組成物 |
US5821181A (en) * | 1996-04-08 | 1998-10-13 | Motorola Inc. | Ceramic composition |
US6121173A (en) * | 1997-04-25 | 2000-09-19 | Kyocera Corporation | Ceramic sintered body and a process for its production |
US6348424B1 (en) * | 1998-11-11 | 2002-02-19 | Nec Corporation | Low-temperature calcined glass ceramic and a manufacturing process therefor |
US6159883A (en) * | 1999-01-07 | 2000-12-12 | Advanced Ceramic X Corp. | Ceramic dielectric compositions |
JP3818030B2 (ja) * | 2000-07-21 | 2006-09-06 | 株式会社村田製作所 | 多層基板の製造方法 |
JP2003112972A (ja) * | 2001-07-31 | 2003-04-18 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 誘電体磁器 |
JP4358480B2 (ja) * | 2001-07-31 | 2009-11-04 | 日本特殊陶業株式会社 | 誘電体磁器 |
JP4358479B2 (ja) * | 2001-07-31 | 2009-11-04 | 日本特殊陶業株式会社 | 誘電体磁器 |
JP2003112971A (ja) * | 2001-07-31 | 2003-04-18 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 誘電体磁器 |
JP4701364B2 (ja) * | 2004-11-15 | 2011-06-15 | 独立行政法人 日本原子力研究開発機構 | 誘電体磁器の評価方法 |
US20130011595A1 (en) | 2010-04-29 | 2013-01-10 | Parker-Hannifin Corporation | Nylon airbrake tubing constructions |
CN113213949B (zh) * | 2021-03-10 | 2022-11-01 | 安徽华封电子科技有限公司 | 一种可电镀或化学镀的高频低损耗ltcc基板材料及其制备方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62113758A (ja) * | 1985-10-25 | 1987-05-25 | 株式会社住友金属セラミックス | 低温焼成セラミツクス |
US4853349A (en) * | 1988-05-26 | 1989-08-01 | Corning Glass Works | Glass-ceramics suitable for dielectric substrates |
-
1992
- 1992-12-09 JP JP4351545A patent/JP2501740B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-10-13 US US08/134,899 patent/US5338710A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7229939B2 (en) | 2004-03-30 | 2007-06-12 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Multilayer ceramic substrate and method for manufacture thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5338710A (en) | 1994-08-16 |
JPH06171982A (ja) | 1994-06-21 |
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