JPH0291993A - 低温焼成多層基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は低温焼成多層基板に関するものである。

［従来の技術］ 従来、抵抗体を有した低温焼成多層基板は、導体、抵抗
体をグリーンシートに印刷し積層して、導体、抵抗体、
上記グリーンシートを同時に焼成するが、抵抗体が該グ
リーンシートの組成物と反応し、抵抗値が、目的とする
値から大き（摩れてしまうという欠点を有している。そ
のため、精度の要求される回路には使用することが出来
ない。

さらには、抵抗体ペースト印刷部は、導体、抵抗体が重
ねて印刷されているため、その周辺に歪が発生し、絶縁
層−導体の間に空隙が発生する現象、いわゆるデラミネ
ーシジンが発生しやすいという欠点があり、信頼性の低
下をまねいていた。

［発明の解決しようとする課題］ 本発明の目的は、従来技術が有していた前述の欠点を解
消しようとするものであり、従来知られていなかった低
温焼成多層基板を新規に提供することを目的とするもの
である。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、前述課題を解決すべくなされたものであり、
グリーンシート上に未焼成の抵抗体−導体回路を形成し
、積層した後、焼成される低温焼成多層基板において、
上記抵抗体と絶縁層との間に抵抗体保護層が形成されて
いることを特徴とする低温焼成多層基板を提供するもの
である。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明の低温焼成多層基板は、該基板が有している抵抗
体と絶縁層との間に抵抗体保護層を入れ、該抵抗体と絶
縁層との間で生じる反応を防止して、抵抗の精度を高め
ようというものである。本発明に係る抵抗体保護層の組
成物は実質ガラスフリット、アルミナ（ＡｌｉＯａ）粉
末、２Ｍｇ０・５ｉＯｚ粉末から構成されており、好ま
しい範囲は以下の通りである。尚％は特に記載しない限
り重量％を意味する。

２Ｍｇ０−３ｉＯｚ粉末　　　５〜６０％Ａｌ２Ｏ５０
〜７０％ ガラスフリット　　　２０〜６０％ 以下、これらについて詳細に説明する。

２Ｍｇ０・５ｉＯａは５％より少ないと、抵抗体保護層
の耐湿性が低下すると共に、抵抗値の摩れが大きくなる
ので好ましくない。６０％を越えると焼結性が低下し粗
な抵抗体保護層となり抵抗値の摩れが太き（なるので好
ましくない。

一方、Ａ１．０３はガラスとなじみ易く緻密な抵抗体保
護層を得られるという特徴を有しており、さらには、入
手し易いという特徴を持っている。しかしながら７０％
を越えると焼結性が低下し、粗な抵抗体保護層となるた
め好ましくない。

ガラスフリットは、２０％より少ないと絶縁層と抵抗体
保護層の接着性が悪（なるため好ましくなく、６０％よ
り多いと、抵抗体の組成と反応し抵抗値に影響を与える
ため好ましくない。

以上述べた点を鑑みると、これら抵抗体保護層の組成物
の望ましい範囲は、 ２Ｍｇ０・ＳｉＯ□粉末　　　５〜４０％Ａ１．Ｏｓ　
　　　　　　　　０〜５０％ガラスフリット　　　２０
〜４０％ である。

本発明に係る上記ガラスフリットは、緻密な焼結層を形
成し、抵抗体との反応を少なくするという観点より次の
組成を有するものが好ましい。

５ｉＯｚ　　　　　　　　　　　　　３０〜７０％Ａ１
ｚＯｓ　　　　　　　　　　　　　４〜１５％Ｂ、０．
　　　　　　　　　　　１５〜３５％Ｂａ０　　　　　
　　　　　　　　０．５〜２５％ＮａＪ÷Ｌｏ＋Ｌｉ１
ｏ　　　　　　Ｏ〜　５％ＰｂＯ÷ＺｎＯ（１〜１０％ ＣａＯ＋ＭｇＯ÷Ｓｒ０　　　　　　０〜１０％この組
成の限定理由は次のとおりである。

５ｉｎｓが３０％より少ないと、ガラス軟化点が低くな
り、抵抗体との反応が増大し抵抗値が摩れが大きくなり
好ましくない。

７０％を越えると、抵抗体保護層が粗な状態となり好ま
しくない。望ましくは４５〜６５％の範囲である。

Ａ１．Ｏ，は４％より少ないと焼結体の耐湿性が劣り、
１５％を越えるとガラスフリット製造時に失透を生ずる
恐れがありいずれも好ましくない。望ましくは５〜１３
％の範囲である。

Ｂ２０．はフラックスであり、１５％より少ないと焼結
温度が高くなり過ぎ、３５％を越えるとガラスが化学的
安定性が低下し好ましくない。望ましくは１８〜３２％
の範囲である。

ＢａＯは、ガラスフリット製造時の溶融性を向上する作
用がある。０．５％より少ないとその効果が少なく、２
５％を越えると前記抵抗体保護層が粗な組織となり好ま
しくない。望ましくは０．５〜１５％である。

Ｎａｎｏ、　ＫＩＯ，ＬｉｘＯはガラスフリット製造時
の溶融性を向上する作用があるが、総量で５％を越える
と焼結体の電気抵抗値が低下し好ましくない。

ＰｂＯ，ＺｎＯはＮａｎｏ等と同様ガラスの溶融性を向
上するが、総量で１０％を越えると抵抗体保護層と抵抗
体との反応性が増大し、抵抗値の摩れが大きくなるので
好ましくない。

Ｃａｂ、　ＭｇＯ，ＳｒＯは化学的安定性を向上するが
総量で１０％を越えると抵抗体保護層が粗な組織となり
好ましくない。

本発明においてガラスフリット等の各粉末の粒径は特に
限定されず０．５〜５μｍ程度のものが使用される。

一方本発明に係る導体ペーストはガラスフリット、又は
結晶化ガラスフリットと銀、パラジウム、銅等の少なく
とも１つの金属等から構成されるものが通常使用される
。該導体ペーストは上記の如く、ガラスフリットを含有
したものを使用してもよいが、結晶化ガラスフリットを
含有したものを使用すると焼成後の導体と低温焼成多層
基板の絶縁層との接着力が強まるので望ましい。

かかる結晶化ガラスフリットは、一部が結晶化したもの
であり、焼成工程において実質的にグレーズ化すること
なく、ガラスフリットの粉末が確認できる程度に結晶化
したものである。

結晶化ガラスフリットの結晶化度が少な過ぎると焼成工
程においてフリットがグレーズ化し、有機バインダーの
分解により生成したガスが残存するため、ブリスタを発
生したり、導体にクラックを発生したりするため好まし
くない。

この結晶化ガラスフリットの含有量は、導体の接着力を
強固にする目的で添加するのであれば特には限定されな
いが、結晶化ガラスフリットの含有量が１％未満では導
体とセラミック絶縁層との接着力が低下し、２０％を越
えると導体の抵抗値が大きくなるのでいずれも好ましく
ない。

望ましい範囲は１〜２０％である。かかる結晶化ガラス
フリットの結晶としては、ペースト及びグリーンシート
の焼成温度以上の融点を有するものであれば特に限定さ
れないが、グリーンシート中のガラスフリットと同−又
は類似の組成のガラスフリットを結晶化させた結晶化ガ
ラスフリットを使用すると膨張係数等の特性がセラミッ
ク絶縁層と近似するので好ましい。

かかる結晶化ガラスフリットは例えば次のようにして製
造される。

Ｓｉｎｇ−＾１ｚＯｘ−Ｂ＊０ｓ−ＢａＯ系％５ｉＯａ
−ＡｌｚＯａ−ＢＪｓ−ＰｂＯ系等のガラスフリットと
結晶核とを混合し、６００〜１０００℃で焼成し結晶化
させる。次いでこれを粉砕することにより結晶化ガラス
フリットが製造される。この結晶核としては、Ａ１２ｏ
ｚ、　Ｔｉ０ａ、　２Ａ１＊Ｏａ’Ｂａ０ｓ、　ＢａＡ
１２ＳｉａＯａ等が使用され、その添加量は５〜７５％
の範囲である。

か（して製造されたフリットにはＢａＡｌｔＳｉ２０ｇ
。

２Ａ１□０．・Ｂ２０１等の結晶が析出される。

−力木発明に係る抵抗体を形成するための抵抗体ペース
トは実質的にＲｕＯ２，ＢｉＪｕ＊Ｏｙ。

Ｐｂ１ＲｕｔＯｓ、　Ｒｈ１ＯｓＢｉＲｈ＊Ｏｓ、　Ｐ
ｂ５ＲｈａＯｓ、ＳｍＯｓ、Ｉｎ０ｇ等の抵抗体物質と
絶縁層との接着性を付与するガラスフリットから構成さ
れたものが通常使用される。

次に本発明の低温焼成多層基板の構造、製造について図
面に従って詳細に説明する。第１図に本発明の低温焼成
多層基板の断面図を示す。

第１図において１は絶縁層、２はとア導体、３は導体、
４は抵抗体保護層、５は抵抗体である。

第２図に本発明にかかる低温焼成多層基板の積層前のグ
リーンシートの断面図を示す。

第２図において１′はグリーンシート、２′はピアホー
ル内の導体ペースト、３′は導体ペースト、４′は抵抗
体保護層のペースト、５′は抵抗体ペーストである。

第１図、第２図においてグリーンシート１′にパンチ等
によりヴイアホールのための孔を形成し、上下層の導通
な取るため上記孔に導体ペースト２′を充填した。この
グリーンシート１′上にスクリーン印刷等により、抵抗
体保護層のペースト４′、導体ペースト３′、抵抗体ペ
ースト５′、抵抗体保護層のペースト４′を順に形成し
、焼成後に第２図に示したような構造となるように未焼
成の抵抗体−導体回路を形成する。

同様にして作製した未焼成の抵抗体−導体回路を複数枚
積層し熱圧着した後、大気中で焼成し、第１図に示した
低温焼成多層基板が製造される。

尚、本発明の低温焼成セラミックス基板の構造は第１図
に示したが、このような構造に限定されず、絶縁層１と
抵抗体５の間に抵抗体保護層４が形成されているものな
らどのような構造でも含まれる。

［作　用］ 本発明にかかる抵抗体保護層は、抵抗体が絶縁層と接触
し、焼成時に絶縁層と抵抗体が反応し、抵抗値が目的と
する値から摩れるのを防止する作用がある。

さらには、導体ペースト中に結晶化ガラスフリットを添
加した場合には、導体と絶縁層の接着力が強固となり抵
抗体印刷部の歪によるデラミネーションの発生を防止す
る作用がある。

［実施例］ １、グリーンシート Ａ１ｚＯａ粉末６０％とＡ１１０＊−ＰｂＯ−３ｉＯａ
−ＢａＯｎ−ＣａＯ系ガラスフリット４０％の混合物に
有機バインダー、可塑剤、溶剤を添加し混練してスラリ
ーを作成した０次いでこのペーストをシート状に成形し
、乾燥することによりグリーンシートを作成した。

２、導体ペースト 銀粉末８７％、パラジュウム粉末５％、結晶核を含有し
た結晶化ガラスフリット６％、＾１＊０ｓ−ＰｔｌＯ−
ＳｉＯ＊−ＢｔＯｓ−ＣａＯ系ガラスフリット２％の割
合で調合し、これに印刷性を付与するためにエチルセル
ロース樹脂、ブチルカルピトールからなる有機ビヒクル
を添加し、アルミナ磁製乳鉢中で１時間混合した後、三
本ロールにて分散し、導電性ペーストを作製した。

結晶化ガラスフリットは、予めＡ１２０ｓ−ＰｂＯ−Ｓ
ｉＯｘ−ＢｉＯｉ−ＣａＯ系ガラスフリット５０％、Ａ
ｌ２Ｏ３粉末４０％、Ｃｅ０ｚ粉末１０％をアルミナ磁
製乳鉢で粉砕兼混合し、９５０℃、１時間焼成し、これ
をアルミナ磁製乳鉢中で粉砕しておき使用した。

３、抵抗体保護層ペースト ガラスフリット、Ａ１□０．粉末、２Ｍｇ０・ＳｉＯ＊
粉末が表１の組成になるように９種類の本発明にかかる
抵抗体保護層の組成物を調合した。尚、これに使用した
ガラスフリットの組成はＳｉ０□４５％、Ａ１．Ｏｎ　
１０％、８２０３　３５％、Ｂａ０１０％からなってい
るものを用いた。

これに印刷性を付与するためにエチルセルロース樹脂、
ブチルカルピトールからなる有機ビヒクルを添加し、ア
ルミナ磁製乳鉢中で１時間混合した後、三本ロールにて
分散してペースト化した。

４、抵抗体ペースト 抵抗体ペーストとしては、市販の下記のペーストを用い
た。

１００Ω用抵抗ペーストｃ＝＞Ｄｕｐｏｎｔ社製１６１
０１にΩ用抵抗ペーストｅｉｂＤｕｐｏｎｔ社製１６２
０１０　ｋΩ用抵抗ペーストｅｓＤｕｐｏｎｔ社製１６
３１１ｏｏｋΩ用抵抗ペーストｍＤｕｐｏｎｔ社製１６
４１ＬＭΩ用抵抗ペーストｅ＋＞Ｄｕｐｏｎｔ社製１６
６０５、低温焼成多層基板の製造 上記グリーンシート等を使用して、第２図に示す構造の
未焼成の抵抗体−導体回路を作製した。同様にして製造
した未焼成の抵抗体−導体回路を積層し、１５０ｋｇ／
ａｍ”　、９０℃、５分間熱圧着後、８７０℃、８時間
大気中で焼成し、第１図に示した低温焼成多層基板を製
造した。

なお、最上層を形成する抵抗体−導体回路の抵抗体上部
には、抵抗体保護層を形成しなかった。

この低温焼成多層基板について抵抗体の抵抗値のバラツ
キ、ＴＣＲ値、及び内部導体のデラミネーションについ
て評価を行ない、結果をＥ表−２］にまとめて示した。

［表−２］に示した如く、本発明の抵抗体保護層を、抵
抗体、絶縁層の間に形成することにより、抵抗値の摩れ
を±１０％以内におさえることが可能になると共に、Ｔ
ＣＲ値を±１１００ｐｐ／”Ｃ以内におさえることが可
能となった。

さらには、導体ペースト中に結晶核を加えることにより
、デラミネーションの発生を防止することが可能となっ
た。

［特性評価法］ ｉ）抵抗体の抵抗値 ＹＨＰ製デジタルマルチメーターにより測定評価。

ｉｉ）　　抵抗体のＴＣＲ値 環境温度、−６０℃、＋２０℃、＋１２５℃の条件で抵
抗体の抵抗値をＹＨＰ製、デジタルマルチメーターによ
り測定した後、抵抗値の温度に対する変化率を算出。

Ｌｉ１）デラミネーションの有無 走査型電子顕微鏡による断面観察。

［表− 抵抗体保護層の組成物 ［表−２］ ［発明の効果］ 本発明にかかる抵抗体保護層は、抵抗体が絶縁層と接触
し、焼成時に絶縁層と抵抗体が反応し、抵抗値が目的と
する値から摩れるのを防止し、高精度の抵抗体を形成出
来るという優れた効果を有する。

さらには、導体ペースト中に結晶化ガラスフリットを添
加した場合は導体と絶縁層の接着力が強固となり、抵抗
体印刷部の歪によるデラミネーションの発生を防止して
、優れた低温焼成多層基板を製造でき、その工業的価値
は多大である。

【図面の簡単な説明】

第１図：本発明の低温焼成多層基板の断面図。 第２図二本発明の低温焼成多層基板の積層前のグリーン
シートの断面図。 １：絶縁層 ４：抵抗体保護層 ５：抵抗体 １やさ’Ｍｃ（’：Ｆｉ覧

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．グリーンシート上に未焼成の抵抗体−導体回路を形
   成し、積層した後、焼成される低温焼成多層基板におい
   て、上記抵抗体と絶縁層との間に抵抗体保護層が形成さ
   れていることを特徴とする低温焼成多層基板。