JP2614050B2 - 絶縁体磁器組成物 - Google Patents
絶縁体磁器組成物Info
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- JP2614050B2 JP2614050B2 JP62188892A JP18889287A JP2614050B2 JP 2614050 B2 JP2614050 B2 JP 2614050B2 JP 62188892 A JP62188892 A JP 62188892A JP 18889287 A JP18889287 A JP 18889287A JP 2614050 B2 JP2614050 B2 JP 2614050B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- composition
- sample
- porcelain composition
- glass
- porcelain
- 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.)
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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)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は磁器配線基板、特に多層磁器配線基板に好適
な絶縁体磁器組成物に関する。
な絶縁体磁器組成物に関する。
近年、半導体集積技術の発展は目ざましく電気機器の
大幅な小型化、軽量化をもたらしたが、これら半導体部
品を結合する回路配線においても高集積化が求められて
いる。このような配線を実現するためには、従来からあ
る平面配線板による２次元配線では市場の要求を満たせ
なくなってきており、立体配線板による３次元配線へと
移行しつつある。
大幅な小型化、軽量化をもたらしたが、これら半導体部
品を結合する回路配線においても高集積化が求められて
いる。このような配線を実現するためには、従来からあ
る平面配線板による２次元配線では市場の要求を満たせ
なくなってきており、立体配線板による３次元配線へと
移行しつつある。
このなかで磁器配線板としてはアルミナを主原料とし
た材料が広く知られている。しかし、アルミナは焼成温
度が1500℃以上と高いために未焼結シート上に導電材料
を印刷、積層し、焼成するといった磁器多層配線板の製
造方法においては導電材料にMo,Pt,W等の高融点金属、
又はそれらの合金を使用する必要があるため、高温焼成
するための設備費、エネルギー費、電極材料費等がコス
トを高める要因となっていた。また、高温で焼成するた
めに配線パターンのにじみや、だれ等の問題があるため
微細な回路形成はできなかった。
た材料が広く知られている。しかし、アルミナは焼成温
度が1500℃以上と高いために未焼結シート上に導電材料
を印刷、積層し、焼成するといった磁器多層配線板の製
造方法においては導電材料にMo,Pt,W等の高融点金属、
又はそれらの合金を使用する必要があるため、高温焼成
するための設備費、エネルギー費、電極材料費等がコス
トを高める要因となっていた。また、高温で焼成するた
めに配線パターンのにじみや、だれ等の問題があるため
微細な回路形成はできなかった。
本発明は、上述のアルミナを主原料とした配線板がも
つ欠点を解決すべくなされたものであり、非酸化雰囲気
中において1000℃以下の温度で焼成されることができ、
導電材料としてCu等の卑金属、あるいはAg,Au等の貴金
属をも使用でき、安価で高密度な磁器多層配線板を作成
できる磁器組成物を提供することを目的としたものであ
る。
つ欠点を解決すべくなされたものであり、非酸化雰囲気
中において1000℃以下の温度で焼成されることができ、
導電材料としてCu等の卑金属、あるいはAg,Au等の貴金
属をも使用でき、安価で高密度な磁器多層配線板を作成
できる磁器組成物を提供することを目的としたものであ
る。
前記問題点を解決するための本発明に係る絶縁体磁器
組成物は、モル％でBaO,SrO,CaO,ZnOのうち少なくとも
１種類を40〜70％、B2O3を20〜50％及びAl2O3を５〜25
％の割合で含むガラス粉末とAl2O3粉末を、容量％換算
で前記ガラスを全体の40〜80％、Al2O3を60〜20％の組
成範囲で含有してなることを特徴とするものである。
組成物は、モル％でBaO,SrO,CaO,ZnOのうち少なくとも
１種類を40〜70％、B2O3を20〜50％及びAl2O3を５〜25
％の割合で含むガラス粉末とAl2O3粉末を、容量％換算
で前記ガラスを全体の40〜80％、Al2O3を60〜20％の組
成範囲で含有してなることを特徴とするものである。
以下に、本発明の実施例を示す。
まず、第１図に示す試料No.1を例にとって磁器組成物
試料の作成、試験方法について説明する。なお、他の試
料No.のものは試料No.1と同様の方法で作成したが、試
料No.1〜８はガラス構成成分の組成を変え、ガラス60vo
l％とAl2O3 40vol％の一定比率で配合して作成し、試料
No.9〜12は、逆にガラス構成成分の組成を一定（試料N
o.1と同一）とし、このガラスとAl2O3の配合比を変えて
作成した。また、第１表においてガラス構成成分のmol
％の合計値は、いずれの試料についても100mol％であ
る。
試料の作成、試験方法について説明する。なお、他の試
料No.のものは試料No.1と同様の方法で作成したが、試
料No.1〜８はガラス構成成分の組成を変え、ガラス60vo
l％とAl2O3 40vol％の一定比率で配合して作成し、試料
No.9〜12は、逆にガラス構成成分の組成を一定（試料N
o.1と同一）とし、このガラスとAl2O3の配合比を変えて
作成した。また、第１表においてガラス構成成分のmol
％の合計値は、いずれの試料についても100mol％であ
る。
（１） ガラス粉末の作成（試料No.1） 最初にBaCO3粉末174.88g、ZnO 27.02g、B2O3 46.27
g、Al（OH）3 51.83g、合計300.00gを調製し、トルエン
中にて湿式混合後乾燥し、白金るつぼ中にて1400℃で溶
解し、次いで水中にて急冷する。次にライカイ機にて粗
粉砕後、ジルコニアボールを用いてイソプロピルアルコ
ール中にて微粉砕して５μｍ以下の平均粒子径のガラス
粉末を得る。
g、Al（OH）3 51.83g、合計300.00gを調製し、トルエン
中にて湿式混合後乾燥し、白金るつぼ中にて1400℃で溶
解し、次いで水中にて急冷する。次にライカイ機にて粗
粉砕後、ジルコニアボールを用いてイソプロピルアルコ
ール中にて微粉砕して５μｍ以下の平均粒子径のガラス
粉末を得る。
（２） グリーンシートの作成 上記ガラスが焼成原料全体の60vol％,Al2O3が40vol％
となるようにガラス粉末117.37gと平均粒子径６μｍ以
下のAl2O3粉末82.63g、合計200.00gをトルエン中で10時
間湿式混合後、ポリビニールブチラール樹脂とエタノー
ルを加え脱泡処理してスラリーを得る。これをドクター
ブレード法によりポリエステルフィルム上に塗布し、乾
燥してグリーンシートを得る。
となるようにガラス粉末117.37gと平均粒子径６μｍ以
下のAl2O3粉末82.63g、合計200.00gをトルエン中で10時
間湿式混合後、ポリビニールブチラール樹脂とエタノー
ルを加え脱泡処理してスラリーを得る。これをドクター
ブレード法によりポリエステルフィルム上に塗布し、乾
燥してグリーンシートを得る。
（３） グリーンシートの積層工程 上記グリーンシートを積層して100℃、100kg/cm2の圧
力にて熱圧着後、切断機により所定の寸法に切断する。
力にて熱圧着後、切断機により所定の寸法に切断する。
（４） 焼成 上記成形物を電気炉にて、600℃で２時間焼成し成形
物中の樹脂分を燃焼させた。その後、炉中をN2が97vol
％、H2が3vol％の還元雰囲気にして750℃、１時間の条
件で焼成して磁器組成物試料を得た。この時の焼成温度
をTf（℃）として第１表に記した。
物中の樹脂分を燃焼させた。その後、炉中をN2が97vol
％、H2が3vol％の還元雰囲気にして750℃、１時間の条
件で焼成して磁器組成物試料を得た。この時の焼成温度
をTf（℃）として第１表に記した。
（５） 試験 上記試料は目的に従って焼成前で形状（１）;10×10
×1mm、形状（２）;20×５×2mmの平板状のもの２種類
と、形状（３）;8.5φ×10mmの円筒状のもの１種類、合
計３種類を作成し、電気的特性、機械的特性を以下のご
とく測定した。
×1mm、形状（２）;20×５×2mmの平板状のもの２種類
と、形状（３）;8.5φ×10mmの円筒状のもの１種類、合
計３種類を作成し、電気的特性、機械的特性を以下のご
とく測定した。
電気的特性 形状（１）のサンプルを用い、両面にインジウム・ガ
リウム合金を均一に塗布した後、室温にて測定電圧1V、
1kHzの条件下での静電容量と、直流100V印加１分後の絶
縁抵抗を測定し、比誘電率εと比抵抗ρ（Ω・cm）を算
出した。
リウム合金を均一に塗布した後、室温にて測定電圧1V、
1kHzの条件下での静電容量と、直流100V印加１分後の絶
縁抵抗を測定し、比誘電率εと比抵抗ρ（Ω・cm）を算
出した。
機械的特性 形状（２）のサンプルを用い、支点間距離Ｌ＝10mmに
おける破壊強度Ｐ（kg）を測定しサンプルの幅ｗ（c
m）、厚みｔ（cm）より、曲げ強度（kg/cm2）；γ＝3PL
/2wt2を算出した。また形状（３）のサンプルを用い、5
0〜400℃の温度範囲における線膨張係数α（1/℃）を測
定した。
おける破壊強度Ｐ（kg）を測定しサンプルの幅ｗ（c
m）、厚みｔ（cm）より、曲げ強度（kg/cm2）；γ＝3PL
/2wt2を算出した。また形状（３）のサンプルを用い、5
0〜400℃の温度範囲における線膨張係数α（1/℃）を測
定した。
以上の測定結果のうち比誘電率ε、比抵抗ρ及び曲げ
強度γと、焼成温度Tf及び焼結性、ならびに磁器組成物
の特性についての綜合判定結果を第１表にまとめた。
強度γと、焼成温度Tf及び焼結性、ならびに磁器組成物
の特性についての綜合判定結果を第１表にまとめた。
第１表において試料No.1〜4,10及び11は本発明範囲内
のものであり、その他は本発明範囲外のものである。
のものであり、その他は本発明範囲外のものである。
上表から明らかなように、本発明の磁器組成物では焼
成温度が700〜900℃、曲げ強度が2200〜3000kg/cm2、比
誘電率が約７〜10、比抵抗が約３×1013〜８×103Ω・c
m、線膨張係数が約５×10-6〜８×10-6 1/℃であり、し
たがって、配線基板用の絶縁体磁器組成物として実用
上、優れた特性を有するものである。
成温度が700〜900℃、曲げ強度が2200〜3000kg/cm2、比
誘電率が約７〜10、比抵抗が約３×1013〜８×103Ω・c
m、線膨張係数が約５×10-6〜８×10-6 1/℃であり、し
たがって、配線基板用の絶縁体磁器組成物として実用
上、優れた特性を有するものである。
次に本発明の組成範囲の限定理由について説明する。
（１） 前記ガラスの構成成分においてBaO,SrO,CaO,Zn
Oのうちから選んだ少なくとも１種類の組成（これらの
成分の合計値）が40mol％未満、又は70mol％より大（試
料No.5,8）であると、明らかに焼結性が悪くなり、比抵
抗（絶縁抵抗）も低下し、曲げ強度も弱くなる。
Oのうちから選んだ少なくとも１種類の組成（これらの
成分の合計値）が40mol％未満、又は70mol％より大（試
料No.5,8）であると、明らかに焼結性が悪くなり、比抵
抗（絶縁抵抗）も低下し、曲げ強度も弱くなる。
（２） 前記ガラスにおいてB2O3の組成が20mol％未満
又は50mol％より大（試料No.5,8）であると焼結性、比
抵抗、曲げ強度とも悪化する。
又は50mol％より大（試料No.5,8）であると焼結性、比
抵抗、曲げ強度とも悪化する。
（３） 前記ガラスにおいてAl2O3の組成が5mol％未満
又は25mol％より大（試料No.6,7）であると焼成温度が
高くなってしまう。
又は25mol％より大（試料No.6,7）であると焼成温度が
高くなってしまう。
（４） 前記ガラスとAl2O3との配合組成において、Al2
O3の組成が20vol％未満（試料No.12）では曲げ強度が低
くなり、60vol％を超える（試料No.9）と、曲げ強度が
低下し、焼成温度が高くなり焼結性が悪化するうえ、比
抵抗も低下する。
O3の組成が20vol％未満（試料No.12）では曲げ強度が低
くなり、60vol％を超える（試料No.9）と、曲げ強度が
低下し、焼成温度が高くなり焼結性が悪化するうえ、比
抵抗も低下する。
（５） このように、本発明範囲外である試料No.5〜９
及び12では曲げ強度が1500kg/cm2以下、又は焼成温度が
1000℃以上であり、実用に耐えないものとなってしま
う。
及び12では曲げ強度が1500kg/cm2以下、又は焼成温度が
1000℃以上であり、実用に耐えないものとなってしま
う。
以上述べたように本発明の磁器組成物は比誘電率、比
抵抗に優れ、曲げ強度が高く、線膨張係数が適切な範囲
内にあり、しかも焼成温度が低くて焼結性が良好である
など顕著に有利な特性を有するものであり、本発明の磁
器組成物による多層配線基板は、1000℃以下の温度で焼
結させることができるため導電材料としてCu,Ag等の低
融点金属を使用でき、回路基板のコストを下げることが
でき、ひいては電機機器のコストを下げることが出来る
うえ、実用上、従来からのアルミナ基板と比べ遜色なく
極めて優れていることがわかり、回路配線の高集積化、
装置の小型化等の市場要求を満たすことができる等の効
果をもたらすものである。
抵抗に優れ、曲げ強度が高く、線膨張係数が適切な範囲
内にあり、しかも焼成温度が低くて焼結性が良好である
など顕著に有利な特性を有するものであり、本発明の磁
器組成物による多層配線基板は、1000℃以下の温度で焼
結させることができるため導電材料としてCu,Ag等の低
融点金属を使用でき、回路基板のコストを下げることが
でき、ひいては電機機器のコストを下げることが出来る
うえ、実用上、従来からのアルミナ基板と比べ遜色なく
極めて優れていることがわかり、回路配線の高集積化、
装置の小型化等の市場要求を満たすことができる等の効
果をもたらすものである。
Claims (1)
- 【請求項１】モル％でBaO,SrO,CaO,ZnOのうち少なくと
も１種類を40〜70％、B2O3を20〜50％及びAl2O3を５〜2
5％の割合で含むガラス粉末とAl2O3粉末を、容量％換算
で前記ガラスを全体の40〜80％、Al2O3を60〜20％の組
成範囲で含有してなることを特徴とする絶縁体磁器組成
物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62188892A JP2614050B2 (ja) | 1987-07-30 | 1987-07-30 | 絶縁体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62188892A JP2614050B2 (ja) | 1987-07-30 | 1987-07-30 | 絶縁体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6433809A JPS6433809A (en) | 1989-02-03 |
| JP2614050B2 true JP2614050B2 (ja) | 1997-05-28 |
Family
ID=16231710
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62188892A Expired - Lifetime JP2614050B2 (ja) | 1987-07-30 | 1987-07-30 | 絶縁体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2614050B2 (ja) |
-
1987
- 1987-07-30 JP JP62188892A patent/JP2614050B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6433809A (en) | 1989-02-03 |
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