JP3315182B2 - セラミック基板用組成物 - Google Patents
セラミック基板用組成物Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、セラミック基板用の組
成物に関し、特に、導体、抵抗体等の電子回路層を多層
に積層し、焼成してなる高周波用の多層配線基板の材料
として好ましく用いることができるセラミック基板用組
成物に関する。
成物に関し、特に、導体、抵抗体等の電子回路層を多層
に積層し、焼成してなる高周波用の多層配線基板の材料
として好ましく用いることができるセラミック基板用組
成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】多層配線基板は、装置のダウンサイジン
グに適した基板で、導体や抵抗体等の電子回路を未焼成
のセラミック基板等の表面に印刷等し、この電子回路を
印刷した未焼成セラミック基板を複数枚重ねて焼成した
ものである。従来より、Ａｇ、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｕ、Ｃｕ
等の比較的融点の低い低抵抗導体と同時焼成が可能な低
温焼成多層基板材料は種々提供されている。また特開平
４−２８６１８１号公報には、ガラスフリットとチタン
酸塩で構成されるセラミック基板用組成物が開示されて
いる。
グに適した基板で、導体や抵抗体等の電子回路を未焼成
のセラミック基板等の表面に印刷等し、この電子回路を
印刷した未焼成セラミック基板を複数枚重ねて焼成した
ものである。従来より、Ａｇ、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｕ、Ｃｕ
等の比較的融点の低い低抵抗導体と同時焼成が可能な低
温焼成多層基板材料は種々提供されている。また特開平
４−２８６１８１号公報には、ガラスフリットとチタン
酸塩で構成されるセラミック基板用組成物が開示されて
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来より提
供されている比較的融点の低い低抵抗導体と同時焼成が
可能な低温焼成多層基板材料は、低温焼成は可能である
が、温度変化に対する静電容量の変化率（以下、ＴＣＣ
と記す）が大きすぎ、特に高周波用基板に用いる場合に
は、品質の安定性に欠けるという欠点があった。一方、
特開平４−２８６１８１号公報に記載されたセラミック
基板用組成物は、ＴＣＣを±０〜±100ppm／℃の範囲で
調整が可能であるが、この基板用組成物を一般的に使用
されているＡｇ、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｕ、Ｃｕ等の導体材料
やＲｕＯ2 等の抵抗体材料と同時焼成すると、両者間の
熱膨張係数、ぬれ性、その他の特性のミスマッチによ
り、多層基板が反ったり、基板と前記導体材料や抵抗体
材料との界面で剥離（デラミネーション）が生じる欠点
があった。
供されている比較的融点の低い低抵抗導体と同時焼成が
可能な低温焼成多層基板材料は、低温焼成は可能である
が、温度変化に対する静電容量の変化率（以下、ＴＣＣ
と記す）が大きすぎ、特に高周波用基板に用いる場合に
は、品質の安定性に欠けるという欠点があった。一方、
特開平４−２８６１８１号公報に記載されたセラミック
基板用組成物は、ＴＣＣを±０〜±100ppm／℃の範囲で
調整が可能であるが、この基板用組成物を一般的に使用
されているＡｇ、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｕ、Ｃｕ等の導体材料
やＲｕＯ2 等の抵抗体材料と同時焼成すると、両者間の
熱膨張係数、ぬれ性、その他の特性のミスマッチによ
り、多層基板が反ったり、基板と前記導体材料や抵抗体
材料との界面で剥離（デラミネーション）が生じる欠点
があった。
【０００４】そこで、本発明は上記従来技術の欠点を解
消し、Ａｇ、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｕ、Ｃｕ等の比較的融点の
低い低抵抗導体を多層基板の内部電極として、比較的低
い温度（約800 〜1000℃）で同時焼成することができ、
また電子回路を多層に形成する多層配線基板として要求
される体積固有抵抗率、誘電率、誘電正接、絶縁破壊強
度、曲げ強度等の一般的特性を満足し、また高周波用基
板の品質の安定性に必要なＴＣＣを小さく（±０〜±50
ppm／℃）抑えることができ、さらに焼成後の多層配線
基板に反り、電子回路の剥離が生じないセラミック基板
用組成物の提供を目的とする。
消し、Ａｇ、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｕ、Ｃｕ等の比較的融点の
低い低抵抗導体を多層基板の内部電極として、比較的低
い温度（約800 〜1000℃）で同時焼成することができ、
また電子回路を多層に形成する多層配線基板として要求
される体積固有抵抗率、誘電率、誘電正接、絶縁破壊強
度、曲げ強度等の一般的特性を満足し、また高周波用基
板の品質の安定性に必要なＴＣＣを小さく（±０〜±50
ppm／℃）抑えることができ、さらに焼成後の多層配線
基板に反り、電子回路の剥離が生じないセラミック基板
用組成物の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のセラミック基板用組成物は、酸化物に換算
して、ＳｉＯ2 が20〜50重量％、Ａｌ2 Ｏ3 が10〜20重
量％、ＣａＯが10〜20重量％、ＢａＯが０〜10重量％、
ＭｇＯが０〜10重量％、ＺｎＯが３〜20重量％、ＴｉＯ
2 が５〜20重量％、Ｂ2 Ｏ3 が０〜５重量％、ＰｂＯが
４〜30重量％からなるガラス成分を65〜95重量％、チタ
ン酸塩を５〜35重量％含むことを第１の特徴としてい
る。また本発明のセラミック基板用組成物は、上記第１
の特徴に加えて、ガラス成分とチタン酸塩の合計量に対
して５重量％以下のウォラストナイトを含むことを第２
の特徴としている。また本発明のセラミック基板用組成
物は、上記第１または第２の特徴に加えて、ガラス成分
とチタン酸塩の合計量に対して、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｚｒ
Ｏ2 、ＺｒＳｉＯ4 、ＴｉＯ2 、ＭｇＯ、３Ａｌ2 Ｏ3
・２ＳｉＯ2 のうちの少なくとも１種を合計量として５
重量％以下含むことを第３の特徴としている。また本発
明のセラミック基板用組成物は、上記第１から第３のい
ずれかの特徴に加えて、チタン酸塩が、ＣａＴｉＯ3 、
ＳｒＴｉＯ3 、ＭｇＴｉＯ3 、又はこれらチタン酸塩の
固溶体のうちの少なくとも１種からなることを第４の特
徴としている。
め、本発明のセラミック基板用組成物は、酸化物に換算
して、ＳｉＯ2 が20〜50重量％、Ａｌ2 Ｏ3 が10〜20重
量％、ＣａＯが10〜20重量％、ＢａＯが０〜10重量％、
ＭｇＯが０〜10重量％、ＺｎＯが３〜20重量％、ＴｉＯ
2 が５〜20重量％、Ｂ2 Ｏ3 が０〜５重量％、ＰｂＯが
４〜30重量％からなるガラス成分を65〜95重量％、チタ
ン酸塩を５〜35重量％含むことを第１の特徴としてい
る。また本発明のセラミック基板用組成物は、上記第１
の特徴に加えて、ガラス成分とチタン酸塩の合計量に対
して５重量％以下のウォラストナイトを含むことを第２
の特徴としている。また本発明のセラミック基板用組成
物は、上記第１または第２の特徴に加えて、ガラス成分
とチタン酸塩の合計量に対して、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｚｒ
Ｏ2 、ＺｒＳｉＯ4 、ＴｉＯ2 、ＭｇＯ、３Ａｌ2 Ｏ3
・２ＳｉＯ2 のうちの少なくとも１種を合計量として５
重量％以下含むことを第３の特徴としている。また本発
明のセラミック基板用組成物は、上記第１から第３のい
ずれかの特徴に加えて、チタン酸塩が、ＣａＴｉＯ3 、
ＳｒＴｉＯ3 、ＭｇＴｉＯ3 、又はこれらチタン酸塩の
固溶体のうちの少なくとも１種からなることを第４の特
徴としている。
【０００６】上記において、ガラス成分が65重量％未満
では基板の緻密化が困難となり、絶縁破壊強度や曲げ強
度が低下してしまう。またガラス成分が95重量％を越え
ると焼結体のＴＣＣの調整が困難となる。ガラス成分は
70〜92重量％がより好ましい。前記チタン酸塩は前記ガ
ラス成分に対応して５〜35重量％で用いる。例えばＣａ
ＴｉＯ3 、ＳｒＴｉＯ3 、ＭｇＴｉＯ3 、又はこれらチ
タン酸塩の固溶体のうちの少なくとも１種からなるチタ
ン酸塩は負のＴＣＣ特性を持つため、正のＴＣＣ特性を
持つガラス成分に対応して上記の重量％を混合し焼結す
ることによって、基板のＴＣＣを±０〜±50 ppm／℃以
内に調整できる。チタン酸塩は８〜30重量％がより好ま
しい。上記チタン酸塩のうち、基板の焼結性を考慮する
とＣａＴｉＯ3 が最も好ましい。
では基板の緻密化が困難となり、絶縁破壊強度や曲げ強
度が低下してしまう。またガラス成分が95重量％を越え
ると焼結体のＴＣＣの調整が困難となる。ガラス成分は
70〜92重量％がより好ましい。前記チタン酸塩は前記ガ
ラス成分に対応して５〜35重量％で用いる。例えばＣａ
ＴｉＯ3 、ＳｒＴｉＯ3 、ＭｇＴｉＯ3 、又はこれらチ
タン酸塩の固溶体のうちの少なくとも１種からなるチタ
ン酸塩は負のＴＣＣ特性を持つため、正のＴＣＣ特性を
持つガラス成分に対応して上記の重量％を混合し焼結す
ることによって、基板のＴＣＣを±０〜±50 ppm／℃以
内に調整できる。チタン酸塩は８〜30重量％がより好ま
しい。上記チタン酸塩のうち、基板の焼結性を考慮する
とＣａＴｉＯ3 が最も好ましい。
【０００７】ガラス成分について説明する。ＳｉＯ2 は
ガラス形成酸化物であり、20重量％未満では軟化温度が
低くなりすぎ、又、析出結晶相であるアノーサイト（Ｃ
ａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・２ＳｉＯ2 ）、セルシアン（ＢａＯ
・Ａｌ2 Ｏ3 ・２ＳｉＯ2 ）、チタナイト（ＣａＯ・Ｔ
ｉＯ2 ・ＳｉＯ2 ）の構成成分であるため、これらの結
晶相が析出し難くなる。これらの結晶相が析出すること
により得られる基板の耐熱性及び曲げ強度が向上する。
逆にＳｉＯ2 が50重量％を越えると、得られる基板の熱
膨張係数が低くなり過ぎる。このＳｉＯ2 は25〜45重量
％がより好ましい。
ガラス形成酸化物であり、20重量％未満では軟化温度が
低くなりすぎ、又、析出結晶相であるアノーサイト（Ｃ
ａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・２ＳｉＯ2 ）、セルシアン（ＢａＯ
・Ａｌ2 Ｏ3 ・２ＳｉＯ2 ）、チタナイト（ＣａＯ・Ｔ
ｉＯ2 ・ＳｉＯ2 ）の構成成分であるため、これらの結
晶相が析出し難くなる。これらの結晶相が析出すること
により得られる基板の耐熱性及び曲げ強度が向上する。
逆にＳｉＯ2 が50重量％を越えると、得られる基板の熱
膨張係数が低くなり過ぎる。このＳｉＯ2 は25〜45重量
％がより好ましい。
【０００８】Ａｌ2 Ｏ3 はガラス中間酸化物であり、Ａ
ｌ2 Ｏ3 が10重量％未満ではガラス転移点が低くなり過
ぎ、且つ結晶相の１つであるＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・２Ｓ
ｉＯ2 やＢａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・２ＳｉＯ2 の析出が困難
となり、基板の化学的耐久性も悪くなる。逆にＡｌ2 Ｏ
3 が20重量％を越えると液相温度が高くなりすぎ、熔融
時に失透するため高温熔融が必要となる。このＡｌ2 Ｏ
3 は12〜18重量％がより好ましい。ＣａＯはガラス修飾
酸化物であり、結晶構成成分である。ＣａＯが10重量％
未満では、基板の熱膨張係数が小さくなり過ぎるととも
に、結晶相の１つであるＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・２ＳｉＯ
2 の析出が困難となる。逆にＣａＯが20重量％を越える
と、基板の熱膨張係数が大きくなり過ぎると共に、化学
的耐久性が悪化する。このＣａＯは12〜18重量％がより
好ましい。
ｌ2 Ｏ3 が10重量％未満ではガラス転移点が低くなり過
ぎ、且つ結晶相の１つであるＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・２Ｓ
ｉＯ2 やＢａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・２ＳｉＯ2 の析出が困難
となり、基板の化学的耐久性も悪くなる。逆にＡｌ2 Ｏ
3 が20重量％を越えると液相温度が高くなりすぎ、熔融
時に失透するため高温熔融が必要となる。このＡｌ2 Ｏ
3 は12〜18重量％がより好ましい。ＣａＯはガラス修飾
酸化物であり、結晶構成成分である。ＣａＯが10重量％
未満では、基板の熱膨張係数が小さくなり過ぎるととも
に、結晶相の１つであるＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・２ＳｉＯ
2 の析出が困難となる。逆にＣａＯが20重量％を越える
と、基板の熱膨張係数が大きくなり過ぎると共に、化学
的耐久性が悪化する。このＣａＯは12〜18重量％がより
好ましい。
【０００９】ＢａＯはガラス修飾酸化物である。ガラス
成分としてＢａＯを加えることにより、ＣａＯ・Ａｌ2
Ｏ3 ・２ＳｉＯ2 に加えてＢａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・２Ｓｉ
Ｏ2が析出するため、好ましいが、10重量％を越えて加
えると、基板の熱膨張係数が大きくなり過ぎると共に化
学的耐久性が悪化する。このＢａＯは８重量％以下を加
えるのがより好ましい。ＭｇＯはガラス修飾酸化物であ
り、10重量％を越えるとコーディエライト（２ＭｇＯ・
２Ａｌ2 Ｏ3 ・５ＳｉＯ2 ）結晶が析出し、基板の熱膨
張係数が低くなり過ぎると共に曲げ強度が低下する。こ
のＭｇＯは0.5 〜８重量％がより好ましい。
成分としてＢａＯを加えることにより、ＣａＯ・Ａｌ2
Ｏ3 ・２ＳｉＯ2 に加えてＢａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・２Ｓｉ
Ｏ2が析出するため、好ましいが、10重量％を越えて加
えると、基板の熱膨張係数が大きくなり過ぎると共に化
学的耐久性が悪化する。このＢａＯは８重量％以下を加
えるのがより好ましい。ＭｇＯはガラス修飾酸化物であ
り、10重量％を越えるとコーディエライト（２ＭｇＯ・
２Ａｌ2 Ｏ3 ・５ＳｉＯ2 ）結晶が析出し、基板の熱膨
張係数が低くなり過ぎると共に曲げ強度が低下する。こ
のＭｇＯは0.5 〜８重量％がより好ましい。
【００１０】ＺｎＯは融剤及び熱膨張係数調整剤として
使用され、ＺｎＯが３重量％未満ではガラス熔融温度が
高くなり過ぎ、逆にＺｎＯが20重量％を越えるとガラス
転移点が低下すると共に基板の熱膨張係数も小さくなり
過ぎ、耐熱性も低下する。このＺｎＯは４〜17重量％が
より好ましい。ＴｉＯ2 は基板の化学的耐久性を付与す
ると共に、結晶相の１つであるＣａＯ・ＴｉＯ2 ・Ｓｉ
Ｏ2 の構成成分である。ＴｉＯ2 が５重量％未満ではＣ
ａＯ・ＴｉＯ2 ・ＳｉＯ2 の結晶相の析出が困難とな
り、逆にＴｉＯ2 が20重量％を越えると液相温度が高く
なり過ぎ、熔融時に失透するため高温熔融が必要とな
る。このＴｉＯ2 は７〜18重量％がより好ましい。
使用され、ＺｎＯが３重量％未満ではガラス熔融温度が
高くなり過ぎ、逆にＺｎＯが20重量％を越えるとガラス
転移点が低下すると共に基板の熱膨張係数も小さくなり
過ぎ、耐熱性も低下する。このＺｎＯは４〜17重量％が
より好ましい。ＴｉＯ2 は基板の化学的耐久性を付与す
ると共に、結晶相の１つであるＣａＯ・ＴｉＯ2 ・Ｓｉ
Ｏ2 の構成成分である。ＴｉＯ2 が５重量％未満ではＣ
ａＯ・ＴｉＯ2 ・ＳｉＯ2 の結晶相の析出が困難とな
り、逆にＴｉＯ2 が20重量％を越えると液相温度が高く
なり過ぎ、熔融時に失透するため高温熔融が必要とな
る。このＴｉＯ2 は７〜18重量％がより好ましい。
【００１１】Ｂ2 Ｏ3 は融剤として使用され、Ｂ2 Ｏ3
が５重量％を越えると基板の耐熱性が悪化すると共に電
子回路構成成分等の他の材料と反応する。このＢ2 Ｏ3
は0.5 〜３重量％がより好ましい。ＰｂＯは、融剤、熱
膨張係数調整剤、及び導体や抵抗体等の電子回路層と基
板との接着を向上させる成分として使用される。このＰ
ｂＯは基板と電子回路層との剥離を防止する効果及び電
子回路層を配した基板の反りの防止効果が大きい。Ｐｂ
Ｏが４重量％未満では基板の熱膨張係数を十分に上昇さ
せることができず、また基板と電子回路層との接着強度
を十分上昇させることが困難である。一方、ＰｂＯが30
重量％を越えると、基板の熱膨張係数が高くなり過ぎ、
耐熱性も悪化し、誘電率も大きくなり過ぎる。またＣｕ
導体を電子回路層として使用する場合において還元性雰
囲気で焼成する場合、ＰｂＯが30重量％を越えると、Ｐ
ｂＯが還元されて金属鉛が析出し、耐電圧特性が悪くな
る。このＰｂＯは７〜25重量％がより好ましい。
が５重量％を越えると基板の耐熱性が悪化すると共に電
子回路構成成分等の他の材料と反応する。このＢ2 Ｏ3
は0.5 〜３重量％がより好ましい。ＰｂＯは、融剤、熱
膨張係数調整剤、及び導体や抵抗体等の電子回路層と基
板との接着を向上させる成分として使用される。このＰ
ｂＯは基板と電子回路層との剥離を防止する効果及び電
子回路層を配した基板の反りの防止効果が大きい。Ｐｂ
Ｏが４重量％未満では基板の熱膨張係数を十分に上昇さ
せることができず、また基板と電子回路層との接着強度
を十分上昇させることが困難である。一方、ＰｂＯが30
重量％を越えると、基板の熱膨張係数が高くなり過ぎ、
耐熱性も悪化し、誘電率も大きくなり過ぎる。またＣｕ
導体を電子回路層として使用する場合において還元性雰
囲気で焼成する場合、ＰｂＯが30重量％を越えると、Ｐ
ｂＯが還元されて金属鉛が析出し、耐電圧特性が悪くな
る。このＰｂＯは７〜25重量％がより好ましい。
【００１２】ウォラストナイト（ＣａＯ・ＳｉＯ2 ）
は、結晶化温度を下げ、結晶化度を向上させるための外
部結晶核剤としての役割を持ち、これによって基板の耐
熱性や曲げ強度を向上させる。また基板特性のバラツキ
を少なくすることができる。但し、ウォラストナイト自
体の耐熱性がないため、５重量％を越えると基板の耐熱
性が悪くなる。またＡｌ2 Ｏ3 、ＺｒＯ2 、ＺｒＳｉＯ
4 、ＴｉＯ2 、ＭｇＯ、３Ａｌ2 Ｏ3・２ＳｉＯ2 は、
それらの単独または組み合わせにおいて、基板の熱膨張
係数調整や耐熱性付与に寄与するが、５重量％を越える
と、焼結性が悪くなり、耐電圧特性も悪くなる。上記Ｚ
ｒＯ2 は部分安定化ジルコニアや安定化ジルコニアも含
む。
は、結晶化温度を下げ、結晶化度を向上させるための外
部結晶核剤としての役割を持ち、これによって基板の耐
熱性や曲げ強度を向上させる。また基板特性のバラツキ
を少なくすることができる。但し、ウォラストナイト自
体の耐熱性がないため、５重量％を越えると基板の耐熱
性が悪くなる。またＡｌ2 Ｏ3 、ＺｒＯ2 、ＺｒＳｉＯ
4 、ＴｉＯ2 、ＭｇＯ、３Ａｌ2 Ｏ3・２ＳｉＯ2 は、
それらの単独または組み合わせにおいて、基板の熱膨張
係数調整や耐熱性付与に寄与するが、５重量％を越える
と、焼結性が悪くなり、耐電圧特性も悪くなる。上記Ｚ
ｒＯ2 は部分安定化ジルコニアや安定化ジルコニアも含
む。
【００１３】本発明にかかるセラミック基板用組成物
は、例えば次のようにして製造する。先ず、ガラス組成
が酸化物換算重量％で、ＳｉＯ2 が20〜50重量％、Ａｌ
2 Ｏ3が10〜20重量％、ＣａＯが10〜20重量％、ＢａＯ
が０〜10重量％、ＭｇＯが０〜10重量％、ＺｎＯが３〜
20重量％、ＴｉＯ2 が５〜20重量％、Ｂ2 Ｏ3 が０〜５
重量％、ＰｂＯが４〜30重量％となるように、各原料粉
末を秤量、混合し、これを熔融したのち、冷却してガラ
スフレークにする。そしてこのガラスフレークからなる
ガラス成分が65〜95重量％、チタン酸塩が５〜35重量％
の比率となるように、ガラスフレークとチタン酸塩粉末
を秤量し、また必要に応じて、ガラスフレークとチタン
酸塩粉末の合計量に対して５重量％以下の含有量となる
ように、ウォラストナイト粉末を加え、或いはウォラス
トナイト粉末と一緒に、または単独でガラスフレークと
チタン酸塩粉末の合計量に対して５重量％以下の含有量
となるようにＡｌ2 Ｏ3 、ＺｒＯ2 、ＺｒＳｉＯ4 、Ｔ
ｉＯ2 、ＭｇＯ、３Ａｌ2 Ｏ3 ・２ＳｉＯ2 のうちの少
なくとも１種からなるセラミック粉末を加えて、粉砕混
合する。これによって本発明のセラミック基板用組成物
を得ることができる。そしてこの本発明のセラミック基
板用組成物からの多層基板の製造は、例えば次にように
して行う。先ず、上記で得た本発明のセラミック基板用
組成物に対して、従来からの常法として適当なバインダ
ーや可塑剤、溶剤を加え、混練してスラリーを作製し、
次にこのスラリーをドクターブレード法等によってグリ
ーンシートとし、次にこのグリーンシートに電子回路層
用材料を印刷し、次に印刷されたグリーンシートを複数
枚重ねて焼成する。これによって電子回路層が多層に形
成された多層基板が得られる。
は、例えば次のようにして製造する。先ず、ガラス組成
が酸化物換算重量％で、ＳｉＯ2 が20〜50重量％、Ａｌ
2 Ｏ3が10〜20重量％、ＣａＯが10〜20重量％、ＢａＯ
が０〜10重量％、ＭｇＯが０〜10重量％、ＺｎＯが３〜
20重量％、ＴｉＯ2 が５〜20重量％、Ｂ2 Ｏ3 が０〜５
重量％、ＰｂＯが４〜30重量％となるように、各原料粉
末を秤量、混合し、これを熔融したのち、冷却してガラ
スフレークにする。そしてこのガラスフレークからなる
ガラス成分が65〜95重量％、チタン酸塩が５〜35重量％
の比率となるように、ガラスフレークとチタン酸塩粉末
を秤量し、また必要に応じて、ガラスフレークとチタン
酸塩粉末の合計量に対して５重量％以下の含有量となる
ように、ウォラストナイト粉末を加え、或いはウォラス
トナイト粉末と一緒に、または単独でガラスフレークと
チタン酸塩粉末の合計量に対して５重量％以下の含有量
となるようにＡｌ2 Ｏ3 、ＺｒＯ2 、ＺｒＳｉＯ4 、Ｔ
ｉＯ2 、ＭｇＯ、３Ａｌ2 Ｏ3 ・２ＳｉＯ2 のうちの少
なくとも１種からなるセラミック粉末を加えて、粉砕混
合する。これによって本発明のセラミック基板用組成物
を得ることができる。そしてこの本発明のセラミック基
板用組成物からの多層基板の製造は、例えば次にように
して行う。先ず、上記で得た本発明のセラミック基板用
組成物に対して、従来からの常法として適当なバインダ
ーや可塑剤、溶剤を加え、混練してスラリーを作製し、
次にこのスラリーをドクターブレード法等によってグリ
ーンシートとし、次にこのグリーンシートに電子回路層
用材料を印刷し、次に印刷されたグリーンシートを複数
枚重ねて焼成する。これによって電子回路層が多層に形
成された多層基板が得られる。
【００１４】
【作用効果】上記本発明の第１の特徴によるセラミック
基板用組成物を用いて多層基板を形成することにより、
Ａｇ、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｕ、Ｃｕ等の比較的融点の低い低
抵抗導体を多層基板の内部電極として、比較的低い温度
（約800 〜1000℃）で同時焼成することができ、また電
子回路を多層に形成する多層配線基板として要求される
体積固有抵抗率、誘電率、誘電正接、絶縁破壊強度、曲
げ強度等の一般的特性を満足し、特に、高周波用基板の
品質の安定性に必要なＴＣＣを小さく（±０〜±50 ppm
／℃）抑えることができ、且つ焼成後の多層配線基板に
反り、電子回路の剥離が生じないセラミック多層基板を
得ることができる。また本発明の第２の特徴によれば、
前記第１の特徴による作用効果に加えて、ガラス成分と
チタン酸塩の合計量に対して５重量％以下のウォラスト
ナイトを含むようにすることで、得られるセラミック基
板の特性を一層向上させることができる。また本発明の
第３の特徴によれば、前記第１の特徴または第２の特徴
による作用効果に加えて、ガラス成分とチタン酸塩の合
計量に対して、Ａｌ2 Ｏ3 、ＺｒＯ2 、ＺｒＳｉＯ4 、
ＴｉＯ2 、ＭｇＯ、３Ａｌ2 Ｏ3 ・２ＳｉＯ2 のうちの
少なくとも１種を、合計量として５重量％以下含むよう
にすることで、得られるセラミック基板の特性を一層向
上させることができる。
基板用組成物を用いて多層基板を形成することにより、
Ａｇ、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｕ、Ｃｕ等の比較的融点の低い低
抵抗導体を多層基板の内部電極として、比較的低い温度
（約800 〜1000℃）で同時焼成することができ、また電
子回路を多層に形成する多層配線基板として要求される
体積固有抵抗率、誘電率、誘電正接、絶縁破壊強度、曲
げ強度等の一般的特性を満足し、特に、高周波用基板の
品質の安定性に必要なＴＣＣを小さく（±０〜±50 ppm
／℃）抑えることができ、且つ焼成後の多層配線基板に
反り、電子回路の剥離が生じないセラミック多層基板を
得ることができる。また本発明の第２の特徴によれば、
前記第１の特徴による作用効果に加えて、ガラス成分と
チタン酸塩の合計量に対して５重量％以下のウォラスト
ナイトを含むようにすることで、得られるセラミック基
板の特性を一層向上させることができる。また本発明の
第３の特徴によれば、前記第１の特徴または第２の特徴
による作用効果に加えて、ガラス成分とチタン酸塩の合
計量に対して、Ａｌ2 Ｏ3 、ＺｒＯ2 、ＺｒＳｉＯ4 、
ＴｉＯ2 、ＭｇＯ、３Ａｌ2 Ｏ3 ・２ＳｉＯ2 のうちの
少なくとも１種を、合計量として５重量％以下含むよう
にすることで、得られるセラミック基板の特性を一層向
上させることができる。
【００１５】
【実施例】以下に本発明の実施例について説明する。ガ
ラス組成が重量％でＳｉＯ2 が28、Ａｌ2 Ｏ3 が15、Ｃ
ａＯが15、ＭｇＯが５、ＺｎＯが10、ＴｉＯ2 が15、Ｂ
2 Ｏ3 が２、ＰｂＯが10になるように各原料を秤量、混
合し、白金炉を使用して1450℃で２時間、白金の撹拌棒
にて連続撹拌しながら熔融し、水冷ロール上に流出さ
せ、ガラスフレークを作製した。次にこのガラスフレー
クとチタン酸塩としてＣａＴｉＯ3 と外部核剤としてウ
ォラストナイト（ＣａＯ・ＳｉＯ2 ）及び熱膨張係数調
整剤及び耐熱性付与剤としてＡｌ2 Ｏ3 をそれぞれ89重
量部、11重量部、３重量部、５重量部になるよう秤量
し、ボールミルにて24時間粉砕、混合し、本発明の組成
物を得た。この粉砕、混合した組成物をペレッターを使
用して成形後、890 ℃にて15分間焼成し、ＪＩＳ−Ｒ16
01に準じ曲げ強度を測定したところ、22kgｆ／mm2 であ
った。
ラス組成が重量％でＳｉＯ2 が28、Ａｌ2 Ｏ3 が15、Ｃ
ａＯが15、ＭｇＯが５、ＺｎＯが10、ＴｉＯ2 が15、Ｂ
2 Ｏ3 が２、ＰｂＯが10になるように各原料を秤量、混
合し、白金炉を使用して1450℃で２時間、白金の撹拌棒
にて連続撹拌しながら熔融し、水冷ロール上に流出さ
せ、ガラスフレークを作製した。次にこのガラスフレー
クとチタン酸塩としてＣａＴｉＯ3 と外部核剤としてウ
ォラストナイト（ＣａＯ・ＳｉＯ2 ）及び熱膨張係数調
整剤及び耐熱性付与剤としてＡｌ2 Ｏ3 をそれぞれ89重
量部、11重量部、３重量部、５重量部になるよう秤量
し、ボールミルにて24時間粉砕、混合し、本発明の組成
物を得た。この粉砕、混合した組成物をペレッターを使
用して成形後、890 ℃にて15分間焼成し、ＪＩＳ−Ｒ16
01に準じ曲げ強度を測定したところ、22kgｆ／mm2 であ
った。
【００１６】またこの粉砕、混合した組成物に種々のバ
インダーや可塑剤、溶剤を添加し、混練してスラリーを
作製した。このスラリーをドクターブレード法により、
厚み約0.1 mmのグリーンシートとした。そしてこのグリ
ーンシートにＡｇ電極を印刷し、890 ℃にて15分間焼成
した。焼成したシートの各種特性を測定したところ、体
積固有抵抗率1014Ω・cm、誘電率14、誘電正接４×1
0-4、絶縁破壊強度800 kv／cm、ＴＣＣ（25℃〜85℃）
＋５ ppm／℃であった。またＡｇ電極を印刷した前記グ
リーンシートを20枚重ねて熱圧着させ、890 ℃にて15分
間焼成したところ、反りや剥離は観察されなかった。結
果を表１のに示す。本発明の他の組成による組成物を
用いて前記の場合と同様の方法で測定した各結果を〜
に示す。また比較例として、本発明の組成物の範囲に
入らない組成物について上記と同様にして測定した結果
を表２に示す。尚、表２において「＊」の印は、その組
成が本発明の組成の範囲外となっていることを示してい
る。
インダーや可塑剤、溶剤を添加し、混練してスラリーを
作製した。このスラリーをドクターブレード法により、
厚み約0.1 mmのグリーンシートとした。そしてこのグリ
ーンシートにＡｇ電極を印刷し、890 ℃にて15分間焼成
した。焼成したシートの各種特性を測定したところ、体
積固有抵抗率1014Ω・cm、誘電率14、誘電正接４×1
0-4、絶縁破壊強度800 kv／cm、ＴＣＣ（25℃〜85℃）
＋５ ppm／℃であった。またＡｇ電極を印刷した前記グ
リーンシートを20枚重ねて熱圧着させ、890 ℃にて15分
間焼成したところ、反りや剥離は観察されなかった。結
果を表１のに示す。本発明の他の組成による組成物を
用いて前記の場合と同様の方法で測定した各結果を〜
に示す。また比較例として、本発明の組成物の範囲に
入らない組成物について上記と同様にして測定した結果
を表２に示す。尚、表２において「＊」の印は、その組
成が本発明の組成の範囲外となっていることを示してい
る。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【表２】
【００１９】表１、表２から明らかなように、本発明の
範囲にあるものの特性は、いずれもＴＣＣが±０〜±50
ppm／℃の範囲内にあり、且つ基板の反り、剥離（デラ
ミネーション）も生じない。また他の特性も良好であ
る。一方、本発明の範囲外にあるものは、いずれも少な
くともＴＣＣの値が悪いか、基板に反りを生じるか、剥
離（デラミネーション）を生じている。
範囲にあるものの特性は、いずれもＴＣＣが±０〜±50
ppm／℃の範囲内にあり、且つ基板の反り、剥離（デラ
ミネーション）も生じない。また他の特性も良好であ
る。一方、本発明の範囲外にあるものは、いずれも少な
くともＴＣＣの値が悪いか、基板に反りを生じるか、剥
離（デラミネーション）を生じている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−286181（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−107838（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C04B 35/16 C04B 35/00
Claims (4)
- 【請求項１】 酸化物に換算して、 ＳｉＯ2 が20〜50重量％、 Ａｌ2 Ｏ3 が10〜20重量％、 ＣａＯ が10〜20重量％、 ＢａＯ が０〜10重量％、 ＭｇＯ が０〜10重量％、 ＺｎＯ が３〜20重量％、 ＴｉＯ2 が５〜20重量％、 Ｂ2 Ｏ3 が０〜５重量％、 ＰｂＯ が４〜30重量％、 からなるガラス成分を65〜95重量％、チタン酸塩を５〜
35重量％含むことを特徴とするセラミック基板用組成
物。 - 【請求項２】 ガラス成分とチタン酸塩の合計量に対し
て５重量％以下のウォラストナイトを含む請求項１に記
載のセラミック基板用組成物。 - 【請求項３】 ガラス成分とチタン酸塩の合計量に対し
て、Ａｌ2 Ｏ3 、ＺｒＯ2 、ＺｒＳｉＯ4 、ＴｉＯ2 、
ＭｇＯ、３Ａｌ2 Ｏ3 ・２ＳｉＯ2 のうちの少なくとも
１種を、合計量として５重量％以下含む請求項１または
２に記載のセラミック基板用組成物。 - 【請求項４】 チタン酸塩が、ＣａＴｉＯ3 、ＳｒＴｉ
Ｏ3 、ＭｇＴｉＯ3、又はこれらチタン酸塩の固溶体の
うちの少なくとも１種からなる請求項１〜３のいずれか
に記載のセラミック基板用組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04577393A JP3315182B2 (ja) | 1993-02-10 | 1993-02-10 | セラミック基板用組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04577393A JP3315182B2 (ja) | 1993-02-10 | 1993-02-10 | セラミック基板用組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06234568A JPH06234568A (ja) | 1994-08-23 |
| JP3315182B2 true JP3315182B2 (ja) | 2002-08-19 |
Family
ID=12728620
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04577393A Expired - Fee Related JP3315182B2 (ja) | 1993-02-10 | 1993-02-10 | セラミック基板用組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3315182B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3860336B2 (ja) | 1998-04-28 | 2006-12-20 | 日本特殊陶業株式会社 | ガラスセラミック複合体 |
-
1993
- 1993-02-10 JP JP04577393A patent/JP3315182B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06234568A (ja) | 1994-08-23 |
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